放射線耐性細菌の酸化ストレスに対する防護機構の解明とその応用

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自然界には極めて過酷な環境下でも生存可能な生物種が存在する。これら生物種の環境適応機構、生体防御機構は基礎科学分野のみならず応用科学分野の視点からも大変興味深いものである。ところで、ある細菌群は極めて高い放射線耐性能を有していることが知られている。これら放射線耐性細菌の放射線等酸化ストレスに対する耐性機構の研究は生物のストレスに対する防御機構解明に対して多くの情報を提供する事が予想される。さて、ここで生体の放射線に対する防御機構を研究する上で、生体内の放射線影響の初期過程の解明は必須であると考えられる。生体内の放射線影響の初期過程とは、言い換えれば凝縮相(溶液相)での放射線物理化学反応である。そこで、我々は生体内で重要な生理的役割を担っている銅に対する凝縮相における放射線影響の初期過程の解析を行うこととした。今回はエタノールおよびMTHF銅イオン溶液を、放射線反応の初期状態を観測するため液体窒素温度条件下で放射線照射し(極低温ラジオリシス法)ESRスペクトルの測定を行った。このスペクトルの解析より銅イオンの放射線還元によって生成した銅原子の不対電子密度が近隣分子へ約50%非局在化していることが明らかとなった。さらに、近紫外吸収スペクトルの測定を行った。このスペクトルの解析より励起銅原子-リガンド間には、励起銅原子-溶媒分子、銅イオン間、および励起銅原子-溶媒分子間の2種類のエキサイプレックスが存在することが明らかとなった。