コヒーレント分光法による蛋白質複合体の低振動モードと機能の相関の研究

使用相干光谱研究蛋白质复合物低振动模式与功能之间的相关性

• 批准号: 16041227
• 负责人: 中島 聡
• 金额: $ 5.7万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16041227/
• 关键词: コヒーレント分光; 蛋白質; 低振動モード; 機能-反応相関; Cytochrome c

フェムト(〜10^<-15>)秒オーダーの超短パルス光を用いて系を励起しそのコヒーレントな応答をみることで動的過程を追うフェムト秒コヒーレント分光法(FCS)という手法が注目されてきている。そこで本研究においては、この手法を用い蛋白質の持つ反応に結合した低振動モードの由来を明らかにし、コヒーレントな過程と反応および蛋白質機能との相関に対する知見を得ることを目的としている。こうした低振動のモードは蛋白質のもつゆらぎと機能の相関に強く関連している。そこでまず蛋白質中に置いてこのような揺らぎがどのように現れてくるか、またそれが機能とどのように関連しているかをヘムタンパク質Cytochrome cを用いて調べた。また、低振動モードと機能_化学反応がどのように結合しているかを蛋白質で詳細に調べるのは非常に困難であるのでポルフィリン結合系のモデル化合物を用いてその電子移動反応を詳細に検討し、コヒーレントな低振動モードが反応に関与していることを直接見いだした。今回ヘムタンパク質Cytochrome cのSoret帯励起による光解離反応後の超高速緩和過程を観測し、その活性中心とゆらぎについて興味深い知見を得た。中心金属の鉄の価数の異なるが構造的には相同性の非常に高い酸化型、還元型について実験を行ったところいずれの場合も5配位型への光解離反応が見られた。ここで、数百フェムト以内の超高速緩和過程を波長分解して測定したところ、酸化型では線幅が狭まりながらシフトする様子が観測され、はじめからブロードニングを起こしている還元型とそのゆらぎに関して大きな違いがあることがわかった。

The <-15>dynamic process of using the ultra-short beam of light in seconds (~ 10^ ) to stimulate the continuous response of the optical system is closely followed by the optical spectroscopy (FCS) and the optical technique in seconds. This study is aimed at finding out the origin, process and function of protein in the context of protein persistence, low vibration and binding. The low vibration of the protein is related to the strong correlation between the protein and the function. In addition, it is necessary to adjust the protein content in the middle of the protein. For example, in the case of a chemical reaction system, it is very difficult to adjust the electron mobility of a protein in detail. In this paper, the ultra-high-speed relaxation process after photodissociation reaction was detected, and the active center of the system was detected. The number of iron atoms in the central metal is different from that in the structure, and the photodissociation reaction of the five-coordination type is observed in the case of the very high acidity type and the reduction type. The ultra-high-speed mitigation process within the range of several hundred meters is determined by wavelength decomposition. The acidified type has a narrow amplitude.

项目成果

Role of the special pair in the charge-separating event in photosynthesis

• DOI: 10.1002/chem.200400624
• 发表时间: 2004-12-17
• 期刊: CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL
• 影响因子: 4.3
• 作者: Ozeki, H;Nomoto, A;Okada, T
• 通讯作者: Okada, T

Picosecond-nanosecond laser photolysis studies of a photoacid generator in solutions : Transient absorption spectroscopy and transient gratin

溶液中光致产酸剂的皮秒-纳秒激光光解研究：瞬态吸收光谱和瞬态焗烤

• 发表时间: 2005
• 期刊: Photochem.Photobiol.Sci 4
• 作者: A.Toyoshima;et al.;Mie Saotome et al.
• 通讯作者: Mie Saotome et al.

Coherent nuclear dynamics coupled to electron transfer of a porphyrin-ferrocene dvad

相干核动力学与卟啉-二茂铁 dvad 电子转移的耦合

• 发表时间: 2005
• 期刊: J.Am.Chem.Soc. (in press)
• 作者: T.Hirakura;Y.Nomura;Y.Aoyama;K.Akiyoshi;Mie Saotome et al.;Minoru Kubo et al.
• 通讯作者: Minoru Kubo et al.