蛋白質の動的構造解析を目指した結晶内反応追跡システムの開発

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本申請では時間分割X線回析データ測定用に結晶内反応を可視吸収スペクトルによりモニターするシステムを開発し、X線回析データ収集とはオフラインの実態で結晶内反応の追跡を行うことを目的として研究開発を進めた。我々の研究グループでは、以前からミオグロビンなどのヘム蛋白質を試料に用いて溶液条件におけるマイクロ秒からミリ秒領域での光化学反応について検討を行なっており、時間分割可視紫外過渡吸収スペクトル測定および解析システムを完備している。したがって本申請課題において必要な装置の一部については現有装置を流用した。しかし結晶実態でのスペクトル変化を測定するために何ケ所かの改造を行なった。まず通常用いられる単純な球面レンズの組み合わせで光学系を構成すると、色収差が比較的大きく定量的なスペクトルを測定することが出来ない。そこで本申請では色収差の少ない光学系を実現するために、現有の落射蛍光型顕微鏡を蛋白質結晶の可視吸収スペクトル測定装置として改造を行った。顕微鏡の光学系は色収差の小さいアクロマートレンズで構成されており色収差を少なくするという目的に適している。また、結晶の大きさは1辺が100〜500ミクロン程度でありモニター光を結晶に正確にアライメントすることが難しいという問題点を克服しなければならなかった。この点については顕微鏡を目視しながら結晶の位置合わせをすることにより光軸のアライメントを比較的容易に行うことが可能となった。スペクトル測定部については観測光源から発して結晶を透過した光を、顕微鏡のサイドポートから取り出して光ファイバーを通して分光器に導入し、スペクトル測定解析を行うシステムに改造した。以上の改造に必要な光学部品の購入費として消耗品費を充当した。