2016 Fiscal Year Annual Research Report
Studies on the dynamics of protein structure induced by an external electric field
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26287094
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
中林 孝和 東北大学, 薬学研究科(研究院), 教授 (30311195)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 電場効果 / Step-Scan FT-IR / Stark効果 / 振動スペクトル / 脂肪酸 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1) Step-Scan FT-IRを用いた溶液分子の外部電場効果観測システム製作を引き続き行った。本年度は、電場印加セルの改良を行ない、密閉性を高めて長時間測定が可能になるようにした。またシリコン板ではなくゲルマニウム板をセルの材料として用い、測定波数範囲の拡大も行った。オレイン酸とノナン酸のC=O伸縮振動とCH伸縮振動バンドの赤外シュタルクシフトの比較を行った。電場強度依存性の測定を多数回行い、各電場でのスペクトルを吸収スペクトルのゼロから二次の微分形を用いて解析した。得られた係数を電場の2乗に対してプロットし、直線で近似できることを確認し、振動励起に伴う分子分極率の変化、双極子モーメントの変化(Du)を検討した。C-H伸縮振動バンドについては、バンド分解を行い、メチルおよびメチレンの対称、逆対称伸縮振動などそれぞれの振動での値を求めた。Du値について、C=O伸縮およびC-H伸縮のそれぞれについてオレイン酸のノナン酸で顕著な違いはなく、またC=O伸縮振動のDu値は、CH2逆対称伸縮振動の約1.5倍であった。Du値は振動モードの非調和性に対応し、各振動バンドの倍音との対応関係を検討している。アルコールや水の赤外吸収の電場効果も検討しているが、微少電流による熱効果などを考慮しなければならず絶縁材の選択など更なる工夫が必要である。
(2) 細胞内のタンパク質の電場効果について、外部電場の印加による構造・環境変化の進行ダイナミクスを直接観測することを目的として、数100 msの時間分解能での不可逆過程を観測するシステム開発を行った。このシステムを用いて、ナノ秒パルス電場の印加に伴う細胞内カルシウムイオン濃度の増加過程を観測することができた。蛍光タンパク質の細胞内外部電場効果などに応用することを計画している。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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