Molecular dynamics of dehydration / freeze resistance

糖のガラス転移は、生物の耐乾燥性・耐凍結性に関与していると考えられている。糖ガラス中では極度に分子運動が抑制され、生体物質の劣化に関与する不要な化学反応を防止する。そこで、我々は、(a)蛍光のred-edge効果(REE)の観測と(b)時間分解分光という２つの手法による研究を行っている。通常、蛍光スペクトルは溶液中において励起波長依存性を示さない。これは、励起状態におけるエネルギー緩和は、一般的な励起状態寿命よりも短い時間で起こるため、ほとんどの蛍光が最低励起状態から発することに起因する。ところが、極めて粘度が高いガラス等の媒質中では分子運動が抑制され、励起状態における緩和も遅くなり、REEが起こるようになる。我々は糖ガラス中の色素Auramine O (AuO)の REEについて、励起波長依存性の詳細を検討し、論文として報告した。【Cryobio. Cryotech., 68(2), 49 (2022)】また、光合成は地上に生活する生物すべてのエネルギー源であり、これに糖のガラス転移がどのように影響を与えるか、興味がもたれる。とくに、極地に生息する藻類等は極寒状態で凍結してしまうと、その間、光合成を静止しなくてはならない。そこで、光合成細菌の光捕集アンテナであるLH3について予備的な実験を行った。LH3は２つのbacteriochlorophyll色素団B800とB820により太陽光を捕集する。B800を酸化反応により3-acetyl chlorophyllに化学的に変換した系について、フェムト秒過渡吸収スペクトル測定を行った。その結果、3-acetyl chlorophyllからB820への高効率なエネルギー移動を観測できたので、論文として発表した。【J. Phys. Chem. B, 127(12), 2683 (2023)】

糖のガラス転移は、生物の耐乾燥性・耐凍結性に関与していると考えられている。糖ガラス中では極度に分子運動が抑制され、生体物質の劣化に関与する不要な化学反応を防止する。そこで、我々は、(a)蛍光のred-edge効果(REE)の観測と(b)時間分解分光という２つの手法による研究を行っている。通常、蛍光スペクトルは溶液中において励起波長依存性を示さない。これは、励起状態におけるエネルギー緩和は、一般的な励起状態寿命よりも短い時間で起こるため、ほとんどの蛍光が最低励起状態から発することに起因する。ところが、極めて粘度が高いガラス等の媒質中では分子運動が抑制され、励起状態における緩和も遅くなり、REEが起こるようになる。我々は糖ガラス中の色素Auramine O (AuO)の REEについて、励起波長依存性の詳細を検討し、論文として報告した。【Cryobio. Cryotech., 68(2), 49 (2022)】また、光合成は地上に生活する生物すべてのエネルギー源であり、これに糖のガラス転移がどのように影響を与えるか、興味がもたれる。とくに、極地に生息する藻類等は極寒状態で凍結してしまうと、その間、光合成を静止しなくてはならない。そこで、光合成細菌の光捕集アンテナであるLH3について予備的な実験を行った。LH3は２つのbacteriochlorophyll色素団B800とB820により太陽光を捕集する。B800を酸化反応により3-acetyl chlorophyllに化学的に変換した系について、フェムト秒過渡吸収スペクトル測定を行った。その結果、3-acetyl chlorophyllからB820への高効率なエネルギー移動を観測できたので、論文として発表した。【J. Phys. Chem. B, 127(12), 2683 (2023)】