アデノシン5'ーリン酸ナトリウム塩結晶の誘電特性の研究

固体物性の分野において、水素結合系の新しい展開をめざす上で、生体系は一つの興味あるターゲットである。生体分子のうち、遺伝情報を担う核酸はヌクレオチドと呼ばれる構成単位からなる。ヌクレオチドの結晶内には、分子間直接、または、非対称単位あたり複数個存在する緩和時間の異なる結晶水を介した1次元水素結合鎖等、物性的に興味ある水素結合パターンの存在が確認されている。しかし、これらの物性の系統的探索は未だなされていない。最近、研究代表者らは、ヌクレオチドの一種であるアデノシン5'ーリン酸のナトリウム塩結晶(Na_<1.5>AMP・7H_2O)で、結晶の極軸と並行に1次元水素結合鎖がリン酸基間に形成されており、また、これと並行に、ナトリウムイオンのチャンネル構造が存在することを結晶構造解析により見いだした。そこで本研究では、生体系結晶の物性への展開をめざした研究の第一歩として、Na_<1.5>AMP結晶の誘電特性の解析に着手した。結晶構造解析の結果よりリン酸基間に形成されている1次元水素結合鎖において、常温ではプロトン位置の乱れは存在しないとみられる。そこで、誘電率の温度依存性の測定(昇温実験)を行った。80℃付近で誘電率の大きな揺らぎが観測されたが、この辺かは、結晶水(常温では非対称単位あたり14個存在)が抜ける変化に対応しているとみられた。そこで、結晶水の離脱を押さえることを目的とし、相対湿度70%条件下での昇温実験を行ったが、改善がみっれなかった。今後、水蒸気圧の制御方法の改良、結晶のコーティング等を行い、誘電率の温度依存性、周波数特性等の解析を試みる予定である。

固体物性の分野において、水素結合系の新しい展開をめざす上で、生体系は一つの興味あるターゲットである。生体分子のうち、遺伝情報を担う核酸はヌクレオチドと呼ばれる構成単位からなる。ヌクレオチドの結晶内には、分子間直接、または、非対称単位あたり複数個存在する緩和時間の異なる結晶水を介した1次元水素結合鎖等、物性的に興味ある水素結合パターンの存在が確認されている。しかし、これらの物性の系統的探索は未だなされていない。最近、研究代表者らは、ヌクレオチドの一種であるアデノシン5'ーリン酸のナトリウム塩結晶(Na_<1.5>AMP・7H_2O)で、結晶の極軸と並行に1次元水素結合鎖がリン酸基間に形成されており、また、これと並行に、ナトリウムイオンのチャンネル構造が存在することを結晶構造解析により見いだした。そこで本研究では、生体系結晶の物性への展開をめざした研究の第一歩として、Na_<1.5>AMP結晶の誘電特性の解析に着手した。結晶構造解析の結果よりリン酸基間に形成されている1次元水素結合鎖において、常温ではプロトン位置の乱れは存在しないとみられる。そこで、誘電率の温度依存性の測定(昇温実験)を行った。80℃付近で誘電率の大きな揺らぎが観測されたが、この辺かは、結晶水(常温では非対称単位あたり14個存在)が抜ける変化に対応しているとみられた。そこで、結晶水の離脱を押さえることを目的とし、相対湿度70%条件下での昇温実験を行ったが、改善がみっれなかった。今後、水蒸気圧の制御方法の改良、結晶のコーティング等を行い、誘電率の温度依存性、周波数特性等の解析を試みる予定である。