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Local structural analysis of large biomolecule realized by gas phase resonance Raman optical activity spectroscopy

利用气相共振拉曼光学活性光谱实现生物大分子的局部结构分析

基本信息

批准号：
21K04986
负责人：
浅見祐也
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Gakushuin University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

タンパク質やDNAのような巨大生体分子の構造解析では、従来よりX線やNMRを用いる手法が一般的であるが、近年では一分子レベルでその構造や物性を議論する試みとして、気相中での構造解析に注目が集まっている。これまでに我々は、液滴分子線赤外レーザー蒸発気相共鳴ラマン分光装置を開発し、タンパク質ミオグロビンの気相共鳴ラマンスペクトルの測定に成功した。本研究では、この気相共鳴ラマン分光装置にさらに改良を加え、気相共鳴ラマン信号の円偏光二色性(CD)を測定することで得られる気相共鳴ラマン光学活性(ROA)信号を観測することを目指す。通常、このROA信号は極めて弱く検出が困難な信号であるため、昨年度の研究では新たに光弾性変調器(PEM)を導入することで、レーザーショット毎に照射する円偏光の向きを変えて、5 HzでのCDの観測を可能にする工夫を試みた。また導入したPEMを用いて、これまで1/4波長板で測定を行ってきた牛血清アルブミン(BSA)の気相CDスペクトルをPEMを用いることでより簡便且つ短時間で測定できることを確認した。このことは、1/4波長板に比べてPEMを用いた方法では得られるCDの感度が非常に高いことを意味している。本年度はこのPEMを用いた気相CD分光法を気相共鳴ROAの測定へ適応するため、シトクロムcヘムの電子吸収帯の測定とその構造決定を行った。またその実験的に観測された構造を共鳴ラマンスペクトルでの観測するための測定条件の検討を行った。

The structural analysis of large biological molecules in the form of DNA and X-ray NMR has been studied in general and in recent years. The measurement of the liquid droplet molecular line was successfully carried out. In this study, the polarization dichroism (CD) of the phase resonance signal was measured by improving the phase resonance spectrometer and the optical activity (ROA) signal was measured. In general, the ROA signal is weak, and the signal is difficult to detect. In the past year's research, a new optical modulator (PEM) was introduced. The polarization direction of the illumination was changed, and the CD detection time was possible. PEM is introduced into the system, and the 1/4 wavelength plate is used to determine bovine serum albumin (BSA) and phase CD. PEM is used in a simple and short time. The sensitivity of CD is very high. This year, the determination of electron absorption spectrum by PEM and phase CD spectroscopy was carried out. The measurement conditions of the resonance structure of the system are discussed.