Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

タンパク質水和 / 水和構造 / 分子動力学シミュレーション / 蛍光分光 / 和周波測定 / 非線形光学 / Ｘ線結晶構造解析 / 主成分分析 / 蛋白質水和構造 / 水和構造解析 / ドメイン運動 / 溶媒応答 / トリプトファン蛍光 / 分子動力学計算 / 水素結合 / 時間分解蛍光測定 / 和周波 / Ｘ線小角度散乱 / タンパク質 / 和周波分光 / X線小角散乱 / 溶媒応答関数 / 低温X線結晶構造解析 / 蛍光発光 / 蛋白質水和 / 悲線形光学現象 / 結晶構造解析 / 遺伝子組み換え / 溶媒応咎関数 / 溶媒和 / フェムト秒レーザー

生命活動の素過程を担うタンパク質分子は水環境において構造形成し機能する。何故水環境を必要とするのかを理解するには、タンパク質表面での水分子の運動をピコ秒時間分解能と原子分解能で探る必要がある。本研究では、タンパク質からの時間分解蛍光測定装置を開発しながら、特徴的なドメイン運動を行うタンパク質について、その運動の原因となっている水和構造変化を蛍光測定、結晶構造解析などの実験と大規模な分子動力学シミュレーションの両面から解析することを試みた。

液体化合物 / 結晶構造解析 / 分子間相互作用 / 水素結合 / 結晶融点 / 偶奇性 / X線結晶解析 / 酢酸エステル / 融点の偶奇性

常温で液体である低分子量化合物は、工業材料として、また物性への興味から多数の研究が行われている。しかし、その分子構造はスペクトル的手段でしか調べられなかったため、物性を分子の三次元構造の面から議論することができなかった。
本研究では、これまで開発してきたin situ crystallization法と迅速X線回折測定法を組み合わせることにより、液体化合物を低温下で単結晶化し結晶構造解析により三次元分子構造を明らかにし、構造と物性の相関を明らかにすることを目的としている。
本年は、前年度までに明らかとした酢酸エステル誘導体CH_3COO(CH_2)_<n-1>CH_3(n=1-5)の鎖長と融点の相関について、結果をまとめ考察を行った。結晶構造解析の結果より、結晶融点の偶奇性は、分子間のC-H...0相互作用の本数および形式に依存する性質であることを明らかにしている。一方、この偶奇性は鎖長が長くなると消失することがわかっている。このことについて、半経験的理論計算を行い、結晶の安定性に寄与する相互作用について検討を行った。この結果、偶奇性に寄与していたC-H...0相互作用は鎖長が長くなるにつれて増大する、アルキル鎖間のvdW相互作用に埋没する形で寄与が小さくなり、結晶の安定性はvdW相互作用に支配されるようになることを理論計算の観点からあきらとした。また、単官能基直鎖化合物は、結晶の融点について同様の傾向を示すため、本研究で解明した結晶中の相互作用と融点の相関は一群の化合物について一般的に見られるものであることを明らかにした。