Elucidation of fluctuation dynamics of chromophore structure in protein by fluorescence detected vibrational spectroscopy

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本年度は蛍光検出赤外相関分光測定装置の構築を目的として、研究グループに新しく導入された高繰り返しYbレーザーを光源とした自作の顕微システムの構築を行なった。具体的には、共焦点配置の検出光学系を構築し、単一光子感応型検出器を組み合わせることで、単一分子レベルの蛍光検出を行うためのシステムを構築した。蛍光励起光源として、繰り返し周波数10 MHzのYbレーザーの第二高調波（515 nm, 260 fs）を用いた測定において、標準蛍光試料であるローダミン6Gの希釈溶液の蛍光相関を単一分子レベルで取得することに成功した。さらに、単一光子列データの効率的な取得・解析のため、Pythonによって新しい検出プログラムを構築した。当グループではこれまで測定装置の制御プログラムとして主にLabVIEWを用いていた。しかし、LabVIEWでは単一光子列データを効率よく取得することが困難であったため、Pythonによるプログラムに移行した。光学遅延装置の制御もPythonによって行えるようプログラムを改良したため、これらを組み合わせることによって、ポンプ・ダンプ実験、あるいは干渉計を用いた測定への応用も可能である。また、タンパク質発色団の構造揺らぎを示すモデル系として着目している光合成光捕集タンパク質のpHに依存した非光化学的消光ダイナミクスを過渡吸収分光によって計測した。その結果、低いpHにおいて消光が顕著に見られることがわかった。過渡吸収スペクトルの時間変化から、この消光ではクロロフィルの会合状態の変化が重要な役割を果たしていることが示唆された。