冷却イオン分光によるイオン選択性分子に対する微視的水和効果の解明

使用冷却离子光谱阐明离子选择性分子的微观水合效应

基本信息

批准号：
21H04674
负责人：
石内俊一
金额：
$ 27.12万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

イオンチャネルやイオノフォア，あるいはクラウンエーテールなどのイオン選択性分子は，一般には，周囲に水分子が存在しないとイオン選択性を示さない。本研究は，水和を分子レベルで制御可能な冷却イオン分光を用いて，イオン選択性に対する微視的水和効果の解明を目指している。本年度は以下の項目を実施した。1)装置改良　2重共鳴分光により異性体選別したスペクトルを測定するには，２つのレーザー光を照射する間で質量分析する必要がある。そこで，リフレクトロン型飛行時間質量分析装置を開発した。1本目のレーザーは冷却イオントラップに導入し，その後，リフレクトロン１段目にイオンを飛行させ質量分析を行う。ここに2本目のレーザーを導入して，生じたフラグメントをリフレクトロン２段目で質量分析する。２本目のレーザーを照射する前に新規に設計・製作した高分解能質量ゲートを設置し，１本目のレーザーで生じたフラグメントを完全除去できるようにした。2)ビューベリシンのアルカリ金属イオン錯体の研究　イオノフォアであるビューベリシンのイオン選択性については，種々の異なる報告が存在し，詳細は確立しておらず，また，そのイオン選択性のメカニズムも明らかになっていない。そこで，アルカリ金属イオンを含む溶液にビューベリシンを添加し生成した錯体量をエレクトロスプレー質量分析法により比較したところ，Na+に対して高い選択性があることが明らかになった。冷却イオントラップに捕捉した錯体の赤外スペクトルを測定により，その構造的な安定性を解明した。3)水和金属イオンを認識するイオンチャネルの研究 Ca2+は水和したままイオンチャネルに取り込まれ，イオン識別される。イオン識別のメカニズムを明らかにするために，Ca2+チャネルの選択フィルタードメインの部分ペプチドと水和金属イオンとの錯体を生成し，赤外分光を用いてその選択メカニズムの解明に着手した。

离子选择分子，例如离子通道，离子载体或牙冠尾尾通常不会显示离子阐明，除非周围有水分子。这项研究旨在使用可以控制分子水平的水合的冷却离子光谱仪来阐明微摩托对离子选择的影响。今年进行了以下项目。 1）为了测量通过相反的间隙通过设备改进的双重互动谱的频谱，有必要在照射两个激光光的同时分析质谱学。因此，开发了反射器型飞行时间质谱设备。将第一个激光引入冷却离子陷阱，然后将离子飞到第一个反射龙以执行质谱。在此引入第二激光以分析第二个反射器中质量规范中发生的片段。在辐照第二激光之前，安装了新设计和生产的高分辨率体操门，以便可以完全删除第一个激光器产生的片段。 2）Vebelicin的离子化是对Vebelicin中碱性金属离子配合物的一项研究，尚未确定细节，并且没有揭示离子选择性的机制。因此，当通过电气喷雾质量分析方法向含有碱金属离子的溶液中添加视图鸟氨酸产生的复合物量时，揭示了Na+是高度选择的。通过测量冷却离子陷阱中捕获的复合物的红外光谱来阐明结构稳定性。 3）识别水合金属离子的Aeon通道研究CA2+与液压和离子化离子渗透相结合到离子通道中。为了阐明离子鉴定的机制，生成了Ca2+通道选择过滤器的部分肽与液压金属离子的部分肽之间的复合物，并使用红外光谱仪了解了选择机制。

项目成果

期刊论文数量（73）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

K+チャネル選択フィルター部分ぺプチド-アルカリ金属錯体の冷却イオントラップ赤外分光--K+選択性に対する温度効果

K+通道选择性滤光片部分肽-碱金属配合物的冷离子阱红外光谱--温度对K+选择性的影响

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
福光真人;福井智也;庄子良晃;梶谷孝;酒井隼人;羽曾部卓;福島孝典;平田圭祐，鈴木雪菜，James M. Lisy，石内俊一，藤井正明
通讯作者：
平田圭祐，鈴木雪菜，James M. Lisy，石内俊一，藤井正明

Gas phase protonated nicotine is a mixture of pyridine- and pyrrolidine-protonated conformers: implications for its native structure in the nicotinic acetylcholine receptor

气相质子化尼古丁是吡啶和吡咯烷质子化构象异构体的混合物：对其烟碱乙酰胆碱受体中天然结构的影响

DOI：
10.1039/d1cp05175j
发表时间：
2022
期刊：
Physical Chemistry Chemical Physics
影响因子：
3.3
作者：
Takeda Naoya;Hirata Keisuke;Tsuruta Kazuya;Santis Garrett D.;Xantheas Sotiris S.;Ishiuchi Shun-ichi;Fujii Masaaki
通讯作者：
Fujii Masaaki

A bottom-up approach to the ion recognition mechanism of K+ channels from laser spectroscopy of hydrated partial peptide?alkali metal ion complexes

水合部分肽碱金属离子配合物激光光谱中 K 通道离子识别机制的自下而上方法