超高速レーザー分光による生体関連分子系の光化学ダイナミクスの研究

使用超快激光光谱研究生物相关分子系统的光化学动力学

基本信息

批准号：
07F07050
负责人：
宮坂博
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

ノルハメン誘導体は、がん細胞の光治療に対する有効な光増感剤として知られている。本研究では、これらの機構解明を目指して、ピコ秒時間分解過渡吸収分光や蛍光分光を用いてノルハメン電子励起状態とアミノ酸残基のモデル化合物との水素結合性媒体との間の相互作用、光化学反応を種々の媒体中で測定した。定常吸収スペクトル、定常蛍光スペクトルの測定から、基底状態での水素結合体生成とこの水素結合体を励起した場合、蛍光の消光が確認された。またピコ秒、フェムト秒過渡吸収スペクトル、また、単一光子係数法による蛍光寿命の測定により、フェノールやシアノフェノールのような消光剤を用いた場合に生成する水素結合体の励起状態では、一般的なπ電子系水素結合体の挙動とは異なり、効率のよい電子移動は進行しないことが明らかになった。また新たな中間種も明確には観測されず、水素結合を通して分子内の陽子の再配置が起こり、基底状態とのエネルギーギャップが小さくなりフランクコンドン因子が増大することによって、励起状態が無輻射的に基底状態に失活することが示唆された。更に陽子供与性の消光剤とも特に効果的な光反応は進行しなかった。すなわち、ノルハメンの電子励起状態では陽子受容性および供与性の消光剤いずれとも、特に明確な光反応は示さず、単純に基底状態への失活が進行するだけとの結果が得られた。これらのことから、タンパク質アミノ酸残基ではなくむしろDNAとの特別な相互作用を考慮する必要性、あるいは光治療に対する光増感のメカニズムとしては、励起状態から基底状態に失活した直後の陽子互変異性体生成などが、大きな役割を果たしていることが示唆された。

Norhamene衍生物被称为用于癌细胞光疗的有效光敏剂。在这项研究中，为了阐明这些机制，使用Picsecond时时间分辨的瞬时吸收光谱和荧光光谱法测量了在各种培养基中，在各种培养基中测量了Norhamene Electron激发态与具有氨基酸残基模型化合物的氢键化合物之间的相互作用和光化学反应。稳态吸收和荧光光谱的测量证实，当氢键激发时，氢键的形成以及荧光的淬火。此外，使用单光子系数方法的皮秒和飞秒的短暂吸收光谱和荧光寿命的测量结果表明，在抑制基于苯酚和cyanophenols的液体中，有效的电子转移不会在氢键中产生的氢键状态进行激发状态。此外，没有明确观察到新的中间物种，这表明分子内质子的迁移是通过氢键发生的，从而导致较小的能量隙与基态稳定性，并增加了富兰克孔孔因子，从而导致激发状态的不受欢迎的失活到基态中。此外，没有特别有效的光反应在磷酸淬灭剂中进行。也就是说，在Norhamen的电子激发状态下，质子接受或捐赠淬灭剂均未表现出特别清晰的光反应，并且获得了简单地灭活到基态的结果。这些发现表明，需要考虑与DNA而不是蛋白质氨基酸残基的特殊相互作用，或者在从激发状态下脱离激活后立即产生质子互变异物，作为光疗光疗法的光敏机制，起着主要作用。