レーザー温度ジャンプ過渡格子法を用いたタンパク質の構造変化誘起と解析に関する研究

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熱応答性高分子や生体高分子などの熱応答性試料の熱刺激による相転移・相緩和などの構造変化ダイナミクスを誘起・測定することを目的とした測定手法の開発を行った。瞬間的に試料を加熱することが可能なレーザー温度ジャンプ法を採用した光学系を構築し、過渡格子法により屈折率を通して瞬間的に高温下に置かれた熱応答性試料の温度緩和に伴う構造変化過程の検出を行った。熱刺激に応答して、親水・疎水性や溶解性などの可逆的な変化が引き起こされる熱応答性高分子は、材料表面や酵素などに導入することで、熱刺激応答性を持つ新しい機能材料を構築可能なことから、構造変化ダイナミクスの解析に有効な実験的アプローチの開発はこれらの新規機能性材料の機能や性質を理解するうえで非常に興味深く、機能発現機構の解析などは意義があると考えられる。本年度に得られた成果は、前年度までに報告していた結果の続報として、Physical Chemistry Chemical Physics誌に掲載された。これらの報告は熱応答性高分子が相転移・相緩和の際に従来知られていなかった中間状態を経て緩和することを初めて明らかにしたものである。また熱応答性高分子を用いたアプリケーション例として、金属細線と近赤外光を用いて顕微鏡下で局所的に相転移を誘起し、物質の濃縮・検出を可能とするシステムを考案した。この成果は、Chemistry-An Asian Jounal誌に掲載された。これらの研究成果をもとに国内・国際学会において研究発表を行い、また国内の学会にて2件の発表賞を受賞した。