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平戸 未彩紀*; 横谷 明徳*; 馬場 祐治*; 森 聖治*; 藤井 健太郎*; 和田 真一*; 泉 雄大*; 芳賀 芳範
Physical Chemistry Chemical Physics, 25(21), p.14836 - 14847, 2023/05
被引用回数：2 パーセンタイル：45.51(Chemistry, Physical)To understand the mechanism underlying the high radio-sensitization of living cells possessing brominated genomic DNA, X-ray photoelectron spectroscopy was used. It was found that the bromine atom significantly reduced the energy gap between the valence and conduction states, although the core level states were not greatly affected.
泉 雄大; 山本 悟史*; 藤井 健太郎; 横谷 明徳
放射線生物研究, 51(1), p.91 - 106, 2016/03
放射線などのストレス応答に対する細胞内のタンパク質反応ネットワークの調整機構の解明に大きな威力を発揮すると考えられる円二色性(CD)スペクトル測定の実験、解析方法の解説を行うと共に、われわれがCDスペクトル測定により同定したヒストンタンパク質H2A, H2BのDNA損傷誘起二次構造変化について紹介した。
泉 雄大; 山本 悟史*; 藤井 健太郎; 横谷 明徳
Radiation Research, 184(5), p.554 - 558, 2015/11
被引用回数：7 パーセンタイル：31.95(Biology)We measured and compared the circular dichroism (CD) spectra and secondary structures of histone proteins H2A, H2B, and their variants extracted from X-irradiated and unirradiated human HeLa cells. Compared to unirradiated cells, a relative increase in 
-helix structure and decrease in other secondary structures was observed in X-irradiated cells. These structural alterations persisted for at least 24 hours, which is substantially longer than the 2 hours generally known to be required for DNA double strand break repair.
-edge soft X-ray natural circular dichroism of histidine thin film泉 雄大; 田中 真人*; 谷川 能章*; 田邊 真依子*; 桃木 洋平*; 岩井 美樹*; 武中 駿*; 石山 公啓*; 黒木 美沙*; 室 隆桂之*; et al.
Journal of Physics; Conference Series, 502(1), p.012038_1 - 012038_4, 2014/04
被引用回数：2 パーセンタイル：71.45(Materials Science, Multidisciplinary)We report natural circular dichroism (NCD) spectrum of an amino acid, L-histidine, thin film in the nitrogen -edge energy region. Three positive NCD peaks were observed at 399.9, 401.5, and around 407 eV. The first two peaks were assigned to the 1
transition of the nitrogen atoms in imidazole ring and the other was assigned to the 1 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. It is interesting in view of application of NCD spectroscopy in the soft X-ray region to investigation of protein structures
-edge circular dichroism spectra of amino acid films by improved measurement technique泉 雄大*; 田邊 真依子*; 今津 亜季子*; 三本 晶*; 田中 真人*; 安居院 あかね; 室 隆桂之*; 中川 和道*
Journal of Chemical Physics, 138(7), p.074305_1 - 074305_10, 2013/02
被引用回数：9 パーセンタイル：31.22(Chemistry, Physical)軟X線エネルギー領域における円二色性分光法は、キラル材料の局所構造を研究するための新しいツールである。われわれは、酸素吸収端エネルギー領域でアミノ酸L-チロシン、L-アスパラギン酸の薄膜のCDスペクトルが高い精度の測定することに成功した。また、L-アラニンとL-セリンのフィルムとの比較検討を行った。これらのアミノ酸の共通部分であるCOO
の酸素について、各アミノ酸の局部形状を反映したCDスペクトルを得たので報告する。
中川 和道*; 松井 貴宏*; 泉 雄大*; 安居院 あかね; 田中 真人*; 室 隆桂之*
Radiation Physics and Chemistry, 78(12), p.1198 - 1201, 2009/12
被引用回数：4 パーセンタイル：29.90(Chemistry, Physical)われわれはグリシン(Gly)に146nmの紫外線を照射して起こる化学進化を調べた。Gly2からGly3さらにGly4へと多段反応が進むが、Gly3への進化はGly4の進化よりも小さいことがわかった。また、セリンとアラニンについてO1s吸収両域において自然二色性測定を行った。1s遷移はE1M1遷移で説明できることがわかった。
泉 雄大*; 今津 亜季子*; 三本 晶*; 田中 真文*; 中川 和道*; 田中 真人*; 安居院 あかね; 室 隆桂之*
Journal of Physics; Conference Series, 190, p.012209_1 - 012209_4, 2009/11
被引用回数：8 パーセンタイル：86.77(Physics, Condensed Matter)セリン及びアラニンについて軟エックス線自然円二色性スペクトルを測定した。COOサイトの酸素O1s-パイシグマ遷移に着目し絶対値を算出した。それぞれ-1.7
10
cm
, -1.410
cmであった。この絶対値の違いはCOOサイトの酸素の内殻正孔のカイラルな環境の違いを反映していると考えられる。
泉 雄大; 松尾 光一*; 藤井 健太郎; 横谷 明徳
no journal, ,
The conformational change in the chromatin architecture induced by the phosphorylation plays an important role in the DNA damage responses, such as recruiting DNA repair protein machineries to the damaged sites. In an attempt to study conformational change of histone dimer induced by DNA damage, we measured vacuum ultraviolet circular dichroism (VUV-CD) spectra of histone dimer extracted from X-irradiated cells. An apparent spectral difference was observed below 205 nm. The CD intensity of irradiated sample was shifted toward negative side compared with that of unirradiated sample. Comparing with standard VUV-CD spectra of protein secondary structures, namely -helix, 
-strand, turn, and unordered structure, it is expected that unordered structure relatively increased in this condition. This result shows that the conformational change of histone dimer is induced by X-ray irradiation.
泉 雄大; 山本 悟史*; 藤井 健太郎; 横谷 明徳
no journal, ,
In a unit chromatin architecture of eukaryotic cells, DNA wraps around histone proteins. It has been gradually recognized that chemical modifications of histones play important roles in DNA repair processes. Kinds of modifications and the functions of modified histones are widely studied, but the conformation of modified histone has not been studied well. In this work, we investigated the secondary structural change of histone H2A/H2B induced by X-ray irradiation to living cells, measuring circular dichroism (CD) spectra. The CD spectra show that -helix structure relatively increased in the X-irradiated cells. The secondary structural change would be induced by chemical modifications of histone H2A/H2B. This structural change may also play important roles in DNA repair processes.
藤井 健太郎; 泉 雄大; 成田 あゆみ; 横谷 明徳; Herv
du Penhoat, M.-A.*; Ghose, K.*; Vuilleumier, R.*; Gaigeot, M.-P.*; Politis, M.-F.*
no journal, ,
内殻イオン化によって誘発されるDNA主鎖切断の生成に関わる、吸着水分子の役割を明らかにするために、DNA主鎖の一部であるデオキシリボース(DR)に水分子を吸着させて、酸素の内殻電子をイオン化することのできる放射光軟X線(560eV)を照射した。照射中に試料から脱離するイオンの質量スペクトルや、照射前後の軟X線吸収スペクトルの変化から、内殻イオン化によるDR分子の分解過程を調べた。その結果、(1)DR分子から脱離するイオンの収量が水の吸着によって減少する。(2)DR分子の軟X線吸収スペクトルが軟X線照射により変化する。(3)水分子を吸着させた試料の照射後の軟X線吸収スペクトルは、ギ酸分子(HCOOH)のスペクトルと類似した位置にピークを持つことが明らかになった。これらの結果から、吸着水分子はDR分子の分解の抑制、あるいは分解後のイオン脱離の抑制に関わっていると予想される。さらに、水が吸着したDRに軟X線を照射したときに生じるカルボキシル基(-COOH)を含む分解生成物の生成に、吸着水分子が関わっていると考えられる。
泉 雄大; 藤井 健太郎; 松尾 光一*; 横谷 明徳
no journal, ,
DNA wraps around core histone proteins composed of several subunits named as H2A, H2B, H3, and H4 in eukaryotic nuclei. It has been gradually recognized that chemical modifications of histones play important roles in DNA repair processes. Recently, we observed relative increment of -helix structure of histone H2A/H2B induced by X-irradiation to human cells using circular dichroism (CD) spectroscopy. In this work, we investigated the secondary structural change of histone H3/H4 measuring vacuum ultraviolet CD (VUV-CD) spectra. The VUV-CD spectra did not show apparent difference between H3/H4 extracted from X-irradiated cells and that extracted from unirradiated cells. This result suggests that (1) the structure of H3/H4 was not altered although that of H2A/H2B was altered, or (2) opposite structural changes between H3 and H4 occurred, for example, -helix structure of H3 increased, but that of H4 decreased, since CD spectra reflect total amount of each secondary structure.
泉 雄大*; 蒲原 真澄*; 田中 真文*; 今津 亜季子*; 三本 晶*; 中川 和道*; 田中 真人*; 安居院 あかね; 室 隆桂之*; 松下 智裕*
no journal, ,
本研究ではセリン(Ser)のアミノ酸の軟X線自然円二色性NCDスペクトルを軟X線領域(酸素K殻)で絶対値で測定した。SPring-8 BL25SUにおいて、L-及びD-Serの蒸着膜に左右の円偏光を1Hzで切り替えながら照射し、透過法を用いてそれぞれの円偏光に対するXANESスペクトルを測定した。Lambert-Beerの法則を用いてそれぞれの円偏光に対する線吸収係数(
LCPL, RCPL)を求め、それらの差をとり、絶対値でNCD(
=LCPL-RCPL)を求めた。L-SerのNCDの大きさは538eVで-150cm
, 542
548eV付近では-50cm程度であった。また、532eV付近に+25cm, -50cmの正負反転した近接ピークが確認された。
泉 雄大*; 今津 亜季子*; 三本 晶*; 田邊 真依子*; 中川 和道*; 田中 真人*; 安居院 あかね; 室 隆桂之*
no journal, ,
光学異性体が左右の円偏光に対して示す吸収断面積の差を自然円二色性(NCD)と呼ぶ。本研究では、側鎖にカルボキシル基を持つアミノ酸であるアスパラギン酸(Asp; HOOC-CH
-CH(NH
)COO)のNCDスペクトルを酸素K殻領域で測定した。実験はSPring-8 BL25SUにおいて行い、L-及びD-Aspの蒸着膜に左右の円偏光を1Hzで切り替えながら照射し、透過法を用いてそれぞれの円偏光に対する吸収スペクトルを測定した。L-Aspでは532.2eVとに533.3eVに近接した2つのNCDピーク(COO-1s*)が確認された。
泉 雄大
no journal, ,
Chiral molecules, such as amino acids, have two non-superposable structure. These two structures are mirror images of each other. Those physical properties are almost the same, but the magnitude of optical absorption cross-section for circularly polarized light (CPL) differs from each other. Thus, we can decompose unilateral enantiomer preferentially using CPL (asymmetric photolysis; AP). In ultraviolet region, AP of amino acid has been well-studied. However, there is no theoretical and experimental work to study AP induced by circularly polarized soft X-ray. In this work, I estimated enantiomeric excess (e.e.) induced by circularly polarized soft X-ray irradiation for the first time using circular dichroism spectrum of amino acid, tyrosine thin film in soft X-ray region and chemical kinetics. The estimation showed that the e.e. increased with the increase of decomposition rate although obtained excess would be lower than that induced by circularly polarized ultraviolet.
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*
no journal, ,
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。
泉 雄大; 松尾 光一*; 藤井 健太郎; 横谷 明徳
no journal, ,
真核生物のDNAはH2A, H2B, H3, H4と呼ばれる4種類のヒストンタンパクそれぞれ2分子が形成するヒストンオクタマーに巻きついた状態で存在し、この構造はヌクレオソームと呼ばれる。放射線などによりDNA切断が起こると、ヒストンタンパクの一部を構成するH2AXのリン酸化が広範囲に起きることが知られている。この広範囲の変化が、ヌクレオソーム全体の構造変化を引き起こし、損傷部位に修復タンパクをリクルートする際に重要な役割を果たしていると考えられる。しかしながら、その立体構造変化の詳細に関する知見は得られていない。そこで本研究では、X線を照射した細胞から抽出したヒストンH2A/H2Bダイマーの立体構造が変化しているかどうかを、円二色性(CD)スペクトル測定により調査した。その結果、X線を照射した細胞から抽出したヒストンH2A/H2Bダイマーでは、未照射のものに比べて-ヘリックス構造が増加していることを示すCDスペクトル変化が観測された。このことは、細胞へのX線照射によって、ヒストンH2A/H2Bダイマーの立体構造が変化し、新たに-ヘリックス構造が形成されたことを示す。
泉 雄大*; 金子 房恵*; 北田 朋*; 蒲原 真澄*; 中川 和道*; 田中 真人*; 安居院 あかね; 室 隆桂之*; 松下 智裕*
no journal, ,
われわれはこれまでにSPring-8BL23SUで世界で初めて生体分子で軟X線自然円二色性の測定に成功している。この技術をBL25SUの計測に応用を試みた。その際の注意点などをまとめ発表する。
泉 雄大; 山本 悟史*; 藤井 健太郎; 横谷 明徳
no journal, ,
真核生物のDNAは、H2A, H2B, H3, H4と呼ばれるサブユニットから構成されるヒストンタンパク質に巻き付いて存在している。本研究では、損傷したDNAの修復過程におけるヒストンタンパク質の構造変化を調査するために、X線を照射した細胞からH2AとH2Bを抽出し、タンパク質の二次構造変化に敏感な円二色性(CD)スペクトルの測定を行った。CDスペクトルの解析により、X線を照射した細胞から抽出したヒストンH2A/H2Bは、未照射の場合に比べ、-ヘリックス構造が相対的に増加していることが確認された。このような構造変化が損傷修復過程にどのように寄与しているのかは今のところ不明であるが、修復タンパク質を損傷個所に誘導する目印として機能している可能性が考えられる。
泉 雄大; 藤井 健太郎; 山本 悟史*; 松尾 光一*; 横谷 明徳
no journal, ,
DNA wraps around core histone proteins composed of several subunits named as H2A, H2B, H3, and H4 in eukaryotic nuclei. It has been gradually recognized that chemical modifications of histones play important roles in DNA repair processes. Recently, we observed relative increment of -helix structure of H2A and H2B (H2A-H2B) induced by X-ray irradiation to human cells. In this work, we investigated structural alterations of H3 and H4 (H3-H4) extracted from X-irradiated cells using vacuum ultraviolet circular dichroism (VUV-CD) spectroscopy. The VUV-CD spectral shape of H3-H4 extracted from X-irradiated cells was different from that from unirradiated cells. Analyzing the CD spectra, we found that -helix structure component of H3-H4 relatively decreased by X-irradiation to cells. This is an opposite of structural change observed in H2A-H2B. The mechanism of histone structural alterations in response to X-ray irradiation has not been identified yet, but a possible mechanism could be via post-translational modifications which are known to occur in histones during DNA damage responses. Cyclopedic VUV-CD spectroscopy of specific modified-histones to understand the alteration mechanism and its contribution to DNA repair processes is warranted for future studies.
泉 雄大*; 蒲原 真澄*; 中川 和道*; 田中 真人*; 安居院 あかね; 室 隆桂之*; 松下 智裕*
no journal, ,
われわれのグループは、SPring-8 BL23SUにおいて、生体アミノ酸の軟X線領域での自然円二色性(SXNCD)スペクトル測定に世界で初めて成功した。この実験をもとに、より質の高いCD測定を目指してSPring-8 BL25SUで実験を開始した。L-及びD-セリン(HOCHCH(NH3)COO)の、酸素K殻付近のエネルギー領域でCDスペクトルの測定を行った。結果、533eV(-COO- 1s), 538eV(-OH 1s
), 544eV(-COO- 1s), 547eV(-COO- 1s)にCDの候補が見いだされた。今回の結果から、不斉反応の起こりやすさを示す異方性因子g=DO.D./O.Dを求めた。gの大きさは10
程度で、紫外線の場合の約10分の1であった。この結果について報告する。
