孤立ナノ空間に形成された水クラスターの水素結合ダイナミクス解析

孤立纳米空间中形成的水簇的氢键动力学分析

基本信息

批准号：
20050013
负责人：
古谷祐詞
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Institute for Molecular Science (2009)Nagoya Institute of Technology (2008)
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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20050013/
关键词：
超分子赤外分光法光化学生体分子生物物理

项目摘要

「かご状有機金属錯体」は、自己組織化により特異なナノメートルサイズの疎水的空間を内部に形成し、様々な化学反応の場を提供する「分子フラスコ」としてはたらく。本研究では、この特異なナノ空間中における水クラスターおよびアダマンタンの光化学反応メカニズムを赤外および可視分光法で比較解析し、ナノ空間に束縛された水クラスターの水素結合ダイナミクスを明らかにすることを最終的な目的としている。これまでにアダマンタンを内包したかご状錯体に対する低温赤外分光解析により、光電子移動によるアダマンタンおよびかご状錯体の構造変化を検出した(Y.Furutani et al., J.Am.Chem.Soc., 2009)。このような構造変化を実時間で捉えるために、2009年3月に異動した分子科学研究所において、新たに時間分解赤外分光計測系を立ち上げた。光受容タンパク質であるバクテリオロドプシンについては、内部結合水のO-H, O-D伸縮振動の変化を含む4000-900cm^<-1>領域での計測を12.5マイクロ秒の時間分解能で実現した。また、アダマンタンからかご状錯体への光誘起電子移動に伴う可視吸収変化を実時間で捉えるために、東工大資源研の藤井正明教授、酒井誠准教授、井上圭一特任助教(現、名古屋工業大学助教)に協力頂いて、266nm紫外光励起、500-750nm可視光プローブのピコ秒過渡吸収計測を行った(A01班内共同研究)。さらに、A03班の須藤雄気准教授との共同研究として、光センサー蛋白質の分子機構について赤外分光計測を行い、3件の論文を発表した。以上の研究により、ナノ空間に束縛された水クラスターの水素結合ダイナミクスだけでなく、蛋白質場での特異な光誘起構造変化による情報伝達機構などについても様々な知見を得た。

“笼子状的有机金属络合物”起着自组装的“分子瓶”的作用，在内部创建了独特的纳米尺寸疏水空间，提供了各种化学反应位点。这项研究旨在使用红外和可见光谱法在这种独特的纳米空间中相对分析水簇和阿甘坦的光化学反应机制，并阐明与纳米空间结合的水簇的氢键动力学。到目前为止，已经检测到封装的笼子样复合物的低温红外光谱分析，封装的阿甘坦已被检测到由于光电转移而引起的阿甘坦烷和笼子样复合物的结构变化（Y. Furutani等，J。Am。Chem。Soc。，2009）。为了在实时捕获这些结构性变化，在2009年3月转移的分子科学研究所启动了一种新的时间分辨红外光谱系统。对于光感受器蛋白蛋白细菌蛋白的转移。在4000-900 cm^<-1>区域中的测量，包括12个范围内的o-h和O-d延伸范围的变化，包括范围的范围，范围为范围。微秒。 In addition, in order to capture the change in visible absorption due to photoinduced electron transfer from adamantane to a cage-like complex in real time, with the cooperation of Professor Fujii Masaaki, Associate Professor Sakai Makoto, and Special Assistant Professor Inoue Keiichi (now Assistant Professor, Nagoya Institute of Technology), picosecond transient absorption measurements of 266 nm ultraviolet光激发和500-750 nm可见光探针（在A01组联合研究中）。此外，他与A03组的副教授Sudo Yuki合作，对光传感器蛋白的分子机制进行了红外光谱，并发表了三篇论文。上述研究不仅获得了与纳米空间结合的水簇的氢键动力学的多种知识，而且还获得了由蛋白质领域独特光引起的结构变化引起的信息传递机制。

项目成果

期刊论文数量（53）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Characterization of signaling complex composed of sensory rhodopsin I and its cognate transducer protein from the eubacterium Salinibacter rubber

由来自橡胶盐杆菌的感觉视紫红质 I 及其同源转导蛋白组成的信号复合物的表征

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
Biochemistry 48
影响因子：
0
作者：
M.Mitsui;A.Nakajima;Kouta Katayama et al.;Toshihisa Mizuno et al.;Daisuke Suzuki et al.;Akira Kawanabe et al.;Yuki Sudo et al.
通讯作者：
Yuki Sudo et al.

Fuctional Evaluation of Iron Oxypyriporphyrin in Protein Heme Pocket

蛋白质血红素袋中氧吡卟啉铁的功能评价

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
Inorg. Chem. 47
影响因子：
0
作者：
S. Neya;M. Suzuki;H. Ode;T. Hoshino;Y. Furutani;H. Kandori;H. Hori;K. Imai;and T. Komatsu
通讯作者：
and T. Komatsu

全反射赤外分光法によるKcsAチャネルのイオン選択およびpHセンシング機構の解析

全内反射红外光谱分析KcsA通道的离子选择和pH传感机制