Femto- and attosecond electron dynamics in 5'-Guanosine monophosphate interface as probed by resonant Auger spectroscopy

共鳴オージェ法により明らかにされた5'-グアノシン一リン酸界面におけるフェムト,アット秒電子ダイナミクス

池浦 広美*; 関口 哲弘  

Ikeura, Hiromi*; Sekiguchi, Tetsuhiro

デオキシリボ核酸(DNA)の電子輸送過程における理解を深めるために、DNAを構成する核酸についてその界面における相互作用を研究した。5'グアノシン一リン酸(GMP)微結晶におけるリン酸基間の電子移動速度を共鳴オージェ測定とその光子エネルギー依存性測定を行って調べた。実験結果は、GMPのリン酸基の配列軸に沿って広がったバンド状態が形成されていることを示し、DNAのリン酸骨格で得られた結論と類似した結果であった。GMPのリン酸基の電子非局在の速度はDNAの骨格リン酸中の速度よりむしろ速いことが内殻正孔時計法により明らかにされた。この結果は、DNA関連系の中でGMPのリン酸基の界面が最小の電子移動トンネル障壁を持つ系であることを意味する。これまでDNA及びDNA関連物質の電荷移動過程において核酸塩基の-相互作用による電荷移動機構のみが広く知られていたがリン酸基上の新たな電気伝導過程もあり得ることを本結果は示した。

To help in our understanding of the electron transport properties of deoxyribonucleic acid (DNA), it is useful to study the interfacial interaction between each nucleotide building block of DNA. Electron transfer properties between phosphate and groups in microcrystalline 5'-Guanosine monophosphate (GMP) were probed using energy-dependent resonant Auger spectroscopy. Results show that the phosphate group of GMP forms an extended state along the phosphate directions similar to the case of DNA phosphate backbones. Electron delocalization time of the phosphate groups in GMP is faster than those of DNA, as estimated using the core-hole clock method. This suggests that interface between GMP phosphate groups would have the lowest tunneling barrier among DNA related systems. Although the - coupling of nucleobasis is only recognized as charge-transfer pathway in DNA and related systems, another conduction pathway through phosphate groups would be possible.