レーザー脱離法を用いた生体分子高次系の気相孤立化

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レーザー脱離法は、熱的に不安定な生体分子を非破壊的に気化するのに有効であるが、気化した分子は高温であるためクラスターの生成には極低温冷却する必要がある。本研究では、独自に開発したレーザー脱離装置を用いて、塩基ヌクレオシドのような生体高分子の水和クラスターを生成する手法を確立した。また核酸塩基の水和構造を分子論的な観点から考察するために、レーザー脱離-超音速分子線法によりグアニンヌクレオシドの水和クラスター(中性)を生成し、その微細構造を、赤外-紫外2重共鳴分光法と量子化学計算を用いて決定した。その結果、塩基や糖を含む高次水和構造が存在すること、グアノシンと2'-デオキシグアノシンの水和構造が異なることを初めて明らかにした。生体分子クラスターには多様な水素結合が存在する。このような水素結合ネットワークの振動構造を評価するには、従来の調和振動計算では限界がある。そこで本特定領域の班員である八木清博士(山梨大学)と非調和振動計算に関する共同研究を立ち上げた。既にグアノシンの赤外振動スペクトルの非調和振動解析を行った結果、糖の硬さに関する知見が得られている。