Local structural analysis of large biomolecule realized by gas phase resonance Raman optical activity spectroscopy

利用气相共振拉曼光学活性光谱实现生物大分子的局部结构分析

基本信息

批准号：
21K04986
负责人：
浅見祐也
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Gakushuin University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

タンパク質やDNAのような巨大生体分子の構造解析では、従来よりX線やNMRを用いる手法が一般的であるが、近年では一分子レベルでその構造や物性を議論する試みとして、気相中での構造解析に注目が集まっている。これまでに我々は、液滴分子線赤外レーザー蒸発気相共鳴ラマン分光装置を開発し、タンパク質ミオグロビンの気相共鳴ラマンスペクトルの測定に成功した。本研究では、この気相共鳴ラマン分光装置にさらに改良を加え、気相共鳴ラマン信号の円偏光二色性(CD)を測定することで得られる気相共鳴ラマン光学活性(ROA)信号を観測することを目指す。通常、このROA信号は極めて弱く検出が困難な信号であるため、昨年度の研究では新たに光弾性変調器(PEM)を導入することで、レーザーショット毎に照射する円偏光の向きを変えて、5 HzでのCDの観測を可能にする工夫を試みた。また導入したPEMを用いて、これまで1/4波長板で測定を行ってきた牛血清アルブミン(BSA)の気相CDスペクトルをPEMを用いることでより簡便且つ短時間で測定できることを確認した。このことは、1/4波長板に比べてPEMを用いた方法では得られるCDの感度が非常に高いことを意味している。本年度はこのPEMを用いた気相CD分光法を気相共鳴ROAの測定へ適応するため、シトクロムcヘムの電子吸収帯の測定とその構造決定を行った。またその実験的に観測された構造を共鳴ラマンスペクトルでの観測するための測定条件の検討を行った。

传统上，使用X射线和NMR的方法通常用于蛋白质和DNA等大生物分子的结构分析。至此，我们研制出了液滴分子束红外激光蒸发气相共振拉曼光谱仪，并成功测量了蛋白质肌红蛋白的气相共振拉曼光谱。在本研究中，我们将进一步改进这种气相共振拉曼光谱仪，并通过测量气相共振拉曼信号的圆二色性（CD）来观察获得的气相共振拉曼旋光性（ROA）信号。这样做。通常情况下，这种 ROA 信号非常微弱且难以检测，因此在去年的研究中，我们引入了一种新的光弹性调制器（PEM）来改变每次激光发射时发出的圆偏振光的方向，我们试图使其成为可能。 CD 频率为 5 赫兹。此外，使用引入的PEM，我们确认使用PEM可以更容易地在更短的时间内测量使用四分之一波片测量的牛血清白蛋白（BSA）的气相CD光谱。这意味着使用PEM的方法获得的CD灵敏度远高于使用四分之一波片的方法。今年，为了将使用该PEM的气相CD光谱应用于气相共振ROA的测量，我们测量了细胞色素c heme的电子吸收带并确定了其结构。我们还研究了使用共振拉曼光谱观察实验观察结构的测量条件。