赤外分光法
疑問は尽きることがありません。
研究室の強みである赤外分光法は、試料に赤外線を照射し、試料を透過した赤外線のスペクトルを解析することで試料の分子構造やダイナミクスを解析することができる手法です。このスペクトルには、分子の振動の情報が含まれます。研究室では主に、低温FTIRとATR-FTIRを用いることで世界に先駆けてタンパク質の構造ダイナミクスを明らかにしてきました。
低温FTIR
研究室の主な研究テーマとしているロドプシンは、光照射によりレチナールの異性化を伴った構造変化を起こすことから、光照射前と光照射後の2つの絶対吸収の差を取った差スペクトルを解析することで、その詳細な構造変化を明らかにすることができます。光照射後のロドプシンは、いくつかの中間体を得て機能を発揮します。低温FTIRでは測定温度を常温から液体窒素温度 (77K) まで変化させることができ、温度によってトラップできる中間体が決まっているため、特定の中間体の構造ダイナミクスの情報を得ることができます。
ATR-FTIR
脂質再構成したロドプシン試料をプリズムに張り付け、プリズム表面の分子振動を捉えることができます。送液ポンプと分光器を組み合わせることで、緩衝溶液中のイオンの種類や濃度を変化させて測定することができます。低温FTIRと比較するとより生体内に近い環境での構造ダイナミクスを明らかにすることができます。ロドプシン以外にもイオン輸送能をもつ膜タンパク質の解析や薬剤を結合する膜タンパク質の解析にも用いられています。イオンや薬剤の濃度を変化させて解析することにより、イオンや薬剤の結合能やヒル係数を求めることができます。
もう少し詳しく
Amide I (1600 ~ 1700 cm-1) 蛋白質骨格 (主鎖) のC=O伸縮振動、
αヘリックス:1648-1657 cm-1, βシート:1623-1641 cm-1, 1674-1695 cm-1
Amide II (1500 ~ 1600 cm-1) タンパク質骨格のN-H変角振動、C-N振動
Amide A (3400 cm-1付近) N-Hの伸縮振動