Creation of Artificial Systems Consisting of Flavin and Amino Acid Units as Models for Protein-based Magnetic Sensor

创建由黄素和氨基酸单元组成的人工系统作为基于蛋白质的磁传感器的模型

• 批准号: 22K05053
• 负责人: 岡 芳美
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05053/
• 关键词: ラジカルペア; フラビンタンパク質; 微弱磁場センシング; DNA構造体; 連結分子

「生体のクリプトクロムが磁気センサーとして働くのはなぜか？どのようにすれば人工的に（できるだけシンプルに）構築できるか？」という「問い」に対する分子化学的解明を実験的に示すことを目的とする。本研究では、クリプトクロム・磁気センサーの模倣、設計、精密合成のアプローチをとり、生体系と同じ反応過程を辿る、すなわち微弱磁場により１重項－３重項ラジカルペア間の転移が効率的に起こるモデルシステムの構築、最終的な３重項ラジカルペアの長寿命化の実現を目指す。また、その人工システムを用いて、構造－磁気センシング機能の相関を明らかにすることを目指している。2022年度は、新規フラビン－Trp連結分子の合成を行い、時間分解電子スピン共鳴測定により青色光励起後にマイクロ秒オーダーの寿命をもつ３重項ラジカルペアの生成が確認できている。また、フラビンとTrpユニットを含むDNA構造体を得るために、Trp誘導体の合成を進めているところである。

"The living body's first choice is the magnetic field." The structure of the human body is not the same as the structure of the human body." The answer is yes. This study is aimed at the simulation, design, precision synthesis of magnetic field sensors and the realization of long life of the generation system and the homogeneous reaction process, the construction of the initial system and the final three-phase system for the transition efficiency between one-phase and three-phase systems in weak magnetic fields. The relationship between the structure and the function of the artificial structure and the structure and the magnetic structure is discussed. In 2022, the new regulation on the synthesis of Trp linked molecules, the time decomposition of electron resonance measurement, the lifetime of cyan light excitation, and the generation of 3-fold cycle loss were confirmed. The synthesis of DNA constructs containing Trp is progressing.

项目成果

フラビン－トリプトファン連結分子の光誘起電子移動反応

黄素-色氨酸连接分子的光诱导电子转移反应

• 发表时间: 2022
• 作者: Yoshimi Oka;Katsuya Inoue;岡 芳美，井上 克也
• 通讯作者: 岡 芳美，井上 克也

Direct Observation of Long-Lived Radical Pair between Flavin and Guanine in DNA-Oligomer

直接观察 DNA 寡聚物中黄素和鸟嘌呤之间的长寿命自由基对

• 发表时间: 2023
• 作者: Yoshimi Oka;Katsuya Inoue
• 通讯作者: Katsuya Inoue