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論文

紫外円二色性スペクトルを用いたタンパク質構造研究

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。

論文

Secondary structure alterations of histones H2A and H2B in X-irradiated human cancer cells; Altered histones persist in cells for at least 24 hours

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:6 パーセンタイル:36.21(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 $$alpha$$-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.

論文

Nitrogen $$K$$-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:1 パーセンタイル:60.31

We report natural circular dichroism (NCD) spectrum of an amino acid, L-histidine, thin film in the nitrogen $$K$$-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$$s$$ $$rightarrow$$ $$pi$$$$^{*}$$ transition of the nitrogen atoms in imidazole ring and the other was assigned to the 1$$s$$ $$rightarrow$$ $$pi$$$$^{*}$$ 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

論文

Characteristic oxygen $$K$$-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:6 パーセンタイル:24.61(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$$K$$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。

論文

Radiation-induced chemical evolution of biomolecules

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:3 パーセンタイル:26.15(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$$rightarrow$$$$pi$$$$^{*}$$遷移はE1M1遷移で説明できることがわかった。

論文

Measurement and comparison of absolute value of soft X-ray natural circular dichroism of serine and alanine

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:6 パーセンタイル:84.09

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$$times$$10$$^{-21}$$cm$$^{-2}$$, -1.4$$times$$10$$^{-20}$$cm$$^{-2}$$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。

口頭

Measurement of natural circular dichroism in soft X-ray at SPring-8 BL25SU

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。

口頭

軟X線領域におけるアミノ酸自然円二色性スペクトルの測定

泉 雄大*; 北田 朋*; 蒲原 真澄*; 金子 房恵*; 松井 貴弘*; 中川 和道*; 田中 真人*; 安居院 あかね; 室 隆桂之*; 松下 智裕*

no journal, , 

これまでに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スペクトルの測定に成功している。この実験をもとにBL25SUでの実験を開始した。測定方法の改善の戦略及びメカニズム解明の展望にして報告する。

口頭

軟X線領域におけるアミノ酸円二色性スペクトルの測定

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, , 

アミノ酸の不斉反応が円偏光軟X線で起こりうるか調べるために、アミノ酸の円二色性吸収分光を精度よく行うためSPring-8 BL25SUで透過法での検出を試みた。セリンで測定したところアミノ酸の不斉反応は紫外線域が主である可能性が高いと結論した。

口頭

Absolute values of natural circular dichroism of amino acid in soft X-ray region

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(HOCH$$_{2}$$CH(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$$rightarrow$$$$pi$$$$^{*}$$), 538eV(-OH 1s$$rightarrow$$$$sigma$$$$^{*}$$), 544eV(-COO- 1s$$rightarrow$$$$sigma$$$$^{*}$$), 547eV(-COO- 1s$$rightarrow$$$$sigma$$$$^{*}$$)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$$^{-3}$$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。

口頭

アミノ酸の軟X線自然二色性スペクトル(SXNCD); 初測定とその後の発展

中川 和道*; 田中 真人*; 泉 雄大*; 安居院 あかね; 横谷 明徳; 藤井 健太郎; 室 隆桂之*; 松下 智裕*

no journal, , 

セリンとフェニルアラニン蒸着膜のSXNCDを酸素K殻領域で絶対値で測定することに成功したほか、酸素1s$$rightarrow$$$$pi$$*共鳴遷移領域に1.3eVの分裂を持つCDピークを検出した。理論家とも協力して円二色性が生じる機構も明らかにしていきたい。

口頭

アミノ酸軟X線自然円二色性スペクトルの絶対値測定

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($$mu$$LCPL, $$mu$$RCPL)を求め、それらの差をとり、絶対値でNCD($$Delta$$$$mu$$=$$mu$$LCPL-$$mu$$RCPL)を求めた。L-SerのNCDの大きさは538eVで-150cm$$^{-1}$$, 542$$sim$$548eV付近では-50cm$$^{-1}$$程度であった。また、532eV付近に+25cm$$^{-1}$$, -50cm$$^{-1}$$の正負反転した近接ピークが確認された。

口頭

アミノ酸の軟X線自然円二色性スペクトルの絶対値測定

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, , 

光学異性体に生じる左右の円偏光に対する吸収係数の差を自然円二色性(Natural Circular Dichroism)と呼ぶ。本研究ではアミノ酸,セリン(Ser)のNCDを絶対値で測定することを試みた。SPring-8 BL25SUにおいてL-及びD-Serの蒸着膜に左右の円偏光軟X線を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。測定領域は酸素K殻付近のエネルギーとした。L-SerのNCDの大きさは538eV(OH 1s$$rightarrow$$$$sigma$$*)では-120cm$$^{-1}$$、542-548eV(COO- 1s$$rightarrow$$$$sigma$$*)では-50cm$$^{-1}$$程度であった。また、532eV付近(COO- 1s$$rightarrow$$$$pi$$*)では531.2eVに+25cm$$^{-1}$$、532.5eVに-50cm$$^{-1}$$の正負反転したピークが近接して確認された。532eV付近の正負反転した近接ピークは、理論計算でも予言されていた。しかし、534eV付近に予測されていたピークは実験では確認されなかった。

口頭

アラニン及びセリンの軟X線自然円二色性スペクトル; 実験と理論の比較

泉 雄大*; 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*

no journal, , 

今回は、これまで測定したアミノ酸の軟X線自然円二色性(NaturalCircular Dichroism; NCD)スペクトルと理論計算を比較して報告する。実験,理論ともに、533eV付近にCOO-の酸素1s$$rightarrow$$$$pi$$*遷移に帰属されると考えられる負のNCDピークが確認された。L-セリン(Ser)[2]の場合では、同じ領域に実験,理論ともに低エネルギー側に正、高エネルギー側に負の符号の異なる近接したNCDピークが確認された。これはCOO-の酸素1s$$rightarrow$$$$pi$$*遷移のNCDピークを測定することでアミノ酸の区別ができることを示唆しているかもしれない。なぜこのNCDピークの符号がSerとAlaで異なるのかについて、理論的な裏付け(ガイドライン)が求められる。

口頭

アスパラギン酸の軟X線自然円二色性スペクトル測定

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$$_{2}$$-CH(NH$$_{3}$$$$^{+}$$)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$$rightarrow$$$$pi$$*)が確認された。

口頭

アスパラギン酸の軟X線自然円二色性スペクトル

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, , 

生体アミノ酸が共通して持つCOO$$^{-}$$酸素1s$$rightarrow$$$$pi$$$$^{*}$$遷移に帰属される自然円二色性(NCD)スペクトルは、アミノ酸の種類(側鎖の違い)によって異なる強度,符号を示す可能性がある。本研究ではSPring-8 BL25SUで、L-Asp, D-Aspの真空蒸着膜を試料としてNCDスペクトル測定を行った。L-Aspは、光子エネルギーの増加とともに、負から正に転じるNCDを示したのに対し、L-Serは正から負に転じるNCD, L-Alaは負のみのNCDを示した。

口頭

Soft X-ray natural circular dichroism of aspartic acid and tyrosine

泉 雄大*; 田邊 真依子*; 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*

no journal, , 

酸素原子の付近で対掌性構造を調べるために、われわれは酸素K-端地域でアスパラギン酸(Asp)とチロシン(Tyr)の軟X線自然円偏光二色性(SXNCD)を測定した。SXNCD測定は、SPring-8のBL25SU beamlineで実行した。特に533eVのまわりで酸素COO$$^{-}$$1s$$pi$$$$^{*}$$遷移に着目した。ランダム配意試料を用い、E1E2メカニズムを排し、E1M1だけを検出した。

口頭

側鎖に窒素を含むアミノ酸の窒素K殻吸収端自然円二色性スペクトルの測定

泉 雄大*; 田邊 真依子*; 桃木 洋平*; 中川 和道*; 安居院 あかね; 室 隆桂之*

no journal, , 

軟X線領域における自然円二色性(NCD)スペクトルは、選択的に励起された元素近傍の立体構造を反映する。本研究では、ヒスチジンのNCDスペクトルを窒素K殻吸収端領域で測定した。不斉中心である$$alpha$$-炭素に直接結合する原子だけではなく、不斉中心から離れた原子由来のNCDシグナルも観測可能であるという他のアミノ酸についてなされた理論計算結果を定性的に実証したと結論した。

口頭

透過法を用いて測定したアミノ酸の軟X線自然円二色性スペクトル

泉 雄大*; 桃木 洋平*; 谷川 能章*; 田中 真人*; 安居院 あかね; 中川 和道*

no journal, , 

軟X線領域の自然円二色性(NCD)スペクトルは、選択的に励起された元素近傍の立体構造を反映し、紫外NCDよりも詳細な構造情報を得られる可能性がある。しかしながら、軟X線NCDに関する知見は十分に得られていない。本研究では、酸素K殻領域で4種類の生体アミノ酸(RCH(NH$$_{3}$$$$^{+}$$)COO$$^{-}$$)のNCDスペクトルを測定し、比較を行ったので報告する。

口頭

LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$のFe2p端X線発光分光スペクトルの温度依存性,2

安居院 あかね; 川合 真大*; 永田 知子*; 水牧 仁一朗*; 泉 雄大*; 池田 直*

no journal, , 

LuFe$$_2$$O$$_4$$は室温でFe$$^{2+}$$, Fe$$^{3+}$$が秩序配列し、T$$>$$500Kでは3次元的にも無秩序になる。T=575Kと室温で測定したFe3d-2p発光分光スペクトルを測定した。3次元電荷秩序状態の有無により、スペクトルが変化したので、これを報告する。

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