ヒスチジン薄膜の窒素K殻自然円二色性スペクトル

Nitrogen K-edge soft X-ray natural circular dichroism of histidine thin film

泉 雄大; 田中 真人*; 谷川 能章*; 桃木 洋平*; 岩井 美樹*; 武中 駿*; 石山 公啓*; 黒木 美沙*; 室 隆桂之*; 中川 和道*

Izumi, Yudai; Tanaka, Masahito*; Tanigawa, Yoshiaki*; Momoki, Yohei*; Iwai, Miki*; Takenaka, Shun*; Ishiyama, Kimihiro*; Kuroki, Misa*; Muro, Takayuki*; Nakagawa, Kazumichi*

これまでに軽元素の内殻電子を選択的に励起できる軟X線領域で自然円二色性(NCD)スペクトルを測定することで、通常の吸収測定では観測できない励起原子近傍の構造情報を選択的に得られる可能性を見出した。しかしながら、これまでに観測された軟X線NCDは、不斉炭素に近い原子由来のもののみであり、不斉炭素から離れた位置にある原子由来の軟X線NCDが観測できるかどうかはわかっていなかった。そこで本研究では、アミノ酸のひとつであるL-ヒスチジン(His)薄膜のNCDスペクトルを測定し、不斉炭素から離れた位置にある原子由来のNCD観測を試みた。その結果、L-Hisのもつすべての窒素原子の内殻励起に伴うNCDピークが観測され、不斉炭素から離れた位置にある原子であっても内殻励起NCDを測定可能であることが示された。本研究の結果は、アミノ酸のような比較的小さな分子にとどまらず、タンパク質のような生体高分子においても、内殻励起NCD測定によって原子近傍の構造情報を元素選択的に取得し得ることを示唆している。

It is unclear whether natural circular dichroism (NCD) originating from core-absorption of atoms located at various sites, as well as next to the asymmetric carbon, in the molecules can be observed selectively. In this study, we measured NCD spectra of an amino acid, histidine (His) which has three nitrogen atoms, thin film in the nitrogen K-edge energy region and confirmed whether we can pick up the NCD signals originating from each nitrogen atom throughout the molecules. NCD peaks assigned to the 1s of the nitrogen atoms in imidazole ring and the 1s transition of the nitrogen atoms in imidazole ring and amino group. Imidazole ring and amino group are positioned at the side chain distant from and next to the asymmetric carbon, respectively. This result suggests that NCD spectroscopy in the soft X-ray region can selectively pick up the information on local structure around specific atoms, regardless of the position of atoms in molecules.