ミュオン電子ラベリング法による生体高分子中の電子伝達の研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14204039
• Research Institution: The High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 永嶺 謙忠 高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (50010947)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石田 勝彦 理化学研究所, ミュオン科学研究室, 副主任研究員 (70176189) ; 西山 樟生 高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (50164611) ; 下村 浩一郎 高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 助手 (60242103) ; 鳥養 映子 山梨大学, 工学部, 教授 (20188832)
• Keywords: 蛋白質 / DNA / 生体高分子 / 生体分子内電子伝達 / スピン緩和 / ミュエスアール法

Research Abstract

ミュオン電子ラベリング法など、ミュオンを用いた生命科学研究を推進するために、世界最強のパルス状4MeV正ミュオンビームを生成できるKEK-中間子研究施設の「大オメガ」ビームラインに直結して、画期的なミュエスアール測定系を完成させることができた。この測定系はミュエスアール信号としての崩壊陽電子取得の立体角が10%で,2連1対の128チャネル高度に細分割された測定系であり、数々のテスト及び開発作業ののち、40M(メガ)エペント/時という世界最高レートでデータがとれることを確認した。予定通り次年度より、pHをコントロールした溶液中のチトクロムc蛋白質など、様々な環境下の生体系高分子中の電子伝達を測定してゆく予定である。
KEKにおけるミュエスアール測定系の製作と平行して、理研RALミュオン施設でいくつかの予備的実験を行なった。特にDNA結晶中の電子伝達の測定に関して、正ミュオンの電子状態の温度変化をスピン共鳴法で観測した。その結果、正ミュオンは200K以上では反磁性状態で、200K以下ではミュオニウムのような常磁性状態となることが判った。
さらにトライアムフ研究所、PSI研究所、ロスアラモス研究所、ウィーン大学中間エネルギー原子核研究所などで、生体高分子系のミュエスアール実験に関連した協力研究の体制を構築する努力を行なった。

Research Products

• [Publications] K.Nagamine: "Use of Slow Muon in the Life Sciences ; Present and Future"Journal of Physics G : Nuclear and Particle Physics. (印刷中). (2003)
• [Publications] K.Nagamine: "New Life Science studies with Muons and Radioactive Nuclei"The European Physical Journal A. 13. 189-195 (2003)
• [Publications] K.Nagamine: "Introductory Muon Science"Cambridge University Press. 198 (2003)