ラマン分光法による.核酸関連結晶の格子振動と結晶水のダイナミクスの解析

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DANの構成要素であるヌクレオチドやヌクレオシドの結晶では、DNAの水和水に対応する結晶水が存在する。アデノシン三リン酸(ATP)やグアノシン結晶では、結晶水が周りの相対湿度に依存して結晶を出入りし、それにともなって結晶構造転移がおこることを、最近我々は明らかにした(Y.Sugawara et al.J.Am.Chem.Soc.(1991)113,5440)。一方、水の動きやすさに由来する緩和モードが、ラマンスペクトルの低周波領域に現われる。我々は、構造転移に伴う結晶水の動的性質の変化を明らかにするために、極低周波領域のラマンスペクトルを測定した。室温での測定において、以下の結果を得た(H. Urabe et al.投稿準備中)。1)グアノシン2水和物結晶の結晶水は、すべて強く束縛されている。これは結晶水が直接グアノシン分子と水素結合しているという、結晶構造解析結果と一致する。2)ATPでは、3水和物結晶までは結晶水は強く束縛されているが、それ以上水を含んだ結晶では、自由水に近い緩和時間を持つ結晶水が現われることがわかった。この状態の結晶構造は未知であるが、この結果から結晶内に水の領域ができていることが示唆された。結晶水の量と、代表的な緩和時間との関係から、どのような結合形態の水の緩和時間が短くなるのかを検討中である。一方、結晶水が凍った状態での低温測定も進行中で、クライオスタットの検定は終了し、近々ATPの測定を開始する予定である。