１分子ペプチドシークエンシング法の開発

单分子肽测序方法的发展

• 批准号: 26246004
• 负责人: 谷口 正輝
• 金额: $ 9.73万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-26246004/
• 关键词: シークエンシング; ペプチド; １分子科学; トンネル電流; ナノギャップ電極

π電子系アミノ酸分子、σ電子系アミノ酸分子、およびリン酸化チロシンをトンネル電流で識別し、全20種類のアミノ酸分子と1種類のリン酸化アミノ酸分子の１分子電気伝導度の決定と電気伝導機構の解明を行うことを目的として、DNAとmiRNAの塩基配列決定を行ってきた機械的破断接合によるナノギャップ電極を用いて、溶液中で１分子電気伝導度計測を行った。π電子系、σ電子系アミノ酸分子、およびリン酸化チロシンの計測では、スパイク状の電流シグナルが得られ、ベース電流より大きな電流が得られた。得られた１分子コンダクタンスをもとに、コンダクタンスヒストグラムを作成したところ、それぞれの分子に対応して１つのピークコンダクタンスが得られた。π電子系アミノ酸分子の１分子コンダクタンスは、σ電子系アミノ酸分子の１分子コンダクタンスより大きい値となったが、σ電子系アミノ酸分子では、統計的に有意な１分子コンダクタンスが得られないものがあった。これは、σ電子系アミノ酸分子は、長い側鎖のため、非常に弱い電極―分子間の電子的カップリングを持ち、また電流を流しにくい電子構造を持つ最高占有分子軌道(HOMO)と最低非占有分子軌道(LUMO)が、電極のフェルミ準位から深い位置に存在するためと考えられる。20種類のアミノ酸分子の分子軌道計算を行い、HOMOとLUMOのエネルギー準位を調べたところ、電極のフェルミ準位から深いHOMO・LUMOを持つアミノ酸分子は、１分子コンダクタンスが得られないアミノ酸分子と対応していた。さらに、アミノ酸分子のHOMOとLUMOのエネルギー準位のpH依存性を量子化学計算により評価したところ、pHの増加に伴い、HOMOとLUMOのエネルギー準位が高くなり、pHの大きさにより、HOMOとLUMOのエネルギー準位の順番が入れ替わることが示唆された。

π-electron system: acid molecule, σ-electron system: acid molecule, triacid molecule Measurement of electrical conductivity of 1 molecule in solution.π-electron system, σ-electron system, acid molecule, acid molecule The result is that the number of sub-units is equal to the number of sub-units.π electron system 1 molecule of acid molecule 1 molecule of acid molecule 2 molecule of acid molecule 1 molecule of acid molecule 1 molecule 2 molecule of acid molecule 1 molecule of acid molecule 1 molecule 2 molecule of acid molecule 1 molecule 1 molecule of acid molecule 1 molecule 2 molecule of acid molecule 1 molecule 1 molecule of acid molecule 1 molecule 2 molecule of acid molecule 1 molecule 1 molecule of acid molecule 1 molecule 2 molecule 3 molecule 3 molecule 4 molecule 4 molecule 5 molecule 6 molecule 6 molecule 7 molecule 8 molecule 7 molecule 7 molecule 8 molecule 8 molecule 9 molecule 9 molecule However, the σ electron system is a simple acid molecule, a long side lock, a very weak electrode, and the electronic structure between the molecules is maintained when the current flows. There is a difference between the highest occupied molecular orbital (HOMO) and the lowest non-occupied molecular orbital (LUMO), and there is a deep position beyond the ordinary level of the electrode. The molecular orbital calculation of 20 kinds of acid molecules is carried out, the HOMO and LUMO are adjusted in the molecular orbital level, and the electrode is adjusted in the molecular orbital level. The HOMO and LUMO are maintained in the molecular orbital of the acid molecules. The molecular orbital calculation of 1 molecule is carried out. In addition, the pH dependence of HOMO and LUMO production levels of acid molecules is evaluated by quantum chemical calculations, and pH increases, HOMO and LUMO production levels are high, pH increases, and HOMO and LUMO production levels are sequentially replaced.

项目成果

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