Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

赤外分光 / 分子認識 / レーザー分光 / 受容体 / ペプチド / アドレナリン受容体 / カテコールアミン神経伝達物質 / 質量分析 / 冷却イオントラップ

１）アゴニスト等に対する受容体ポケットの分子認識検証
イソプレナリンのみならずβ2-アドレナリン受容体に認識されて動作させる分子（アゴニスト）が受容体ポケットであるSIVSFにどのように結合するのかを明らかにするために，アドレナリンが有するOH基を１個ずつ除いたシネフリン，フェニレフリン分子（アゴニスト）とSIVSFペプチド複合体をエレクトロスプレーで生成し，冷却イオントラップ内で紫外・赤外スペクトルを測定した。
２）種々のアドレナリン受容体に対するボトムアップアプローチの適用
アドレナリン受容体はβ2-受容体に加えてα1-, α2-, β1-などの受容体がある。これらの受容体でも，分子認識を司るポケットに対応する部分ペプチドが、受容体本体と同様の分子認識を示すのか否か検証した。アドレナリンをリガンドとして固定し，β1-受容体のポケットSVVSFやα2B-受容体のポケットSIGSFなどのペプチドを合成し，これらがアドレナリンに対してどのように結合するのかをボトムアップアプローチにより調べ，結合様式がどのように変化するかを明らかにした。
３）非天然受容体ポケットの分子認識能の検証２）で測定対象とするペプチドにSIXSF(X=A)のような非天然配列も加えてアドレナリンに対する結合様式の変化をボトムアップアプローチで明らかにした。

光学異性 / 分子クラスター / 分子認識 / 赤外分光 / プロトン付加体 / イオントラップ / エレクトロスプレー

特定の分子を認識して結合する分子認識は超分子や生体分子が機能を発揮する上で極めて重要な役割を果たしており、その分子レベルでのメカニズムの理解は化学、生化学、ナノテクノロジーなど広い領域に対する基礎を与える。特に生体分子の場合、右手系と左手系が重ねあわせられない光学異性(キラリティー)は分子認識に強い影響を及ぼしている。このようなキラリティーに由来する分子認識機構を明らかにするため、キラル分子の分子クラスターに対して赤外分光法など分光学的な手段を適用して構造を決定し、分子認識メカニズムを分子論的に解明した。特に本研究ではエレクトロスプレーレーザー赤外分光装置を用いて電荷を帯びたキラル分子クラスターを生成し、その構造を中性状態と比較してキラル分子認識に対する電荷効果および溶媒効果を明らかにした。
具体的には中性状態の分光データーがすでに測定されているアミノインダノン分子をエレクトロスプレー冷却イオントラップレーザー分光装置に導入してホモキラル・ヘテロキラルダイマーの赤外解離スペクトルを測定し、キラル分子認識に対するプロトン付加効果を明らかにし、中性ダイマーを解析したパリ第11大学A. Zehnacker-Retien教授と共著論文を出版した。さらにグルタミン酸分子とアルカリ金属のダイマーの構造を赤外分光により解析し、ベルリン工科大・O. Dopfer教授のグループと共著論文を出版した。Bouchet博士の仏国Lille大准教授採用に伴い期間を短縮したが、任期中に成果を合計３報の論文として国際学術誌に発表しており、十分な成果をあげたと考えられる。

【研究分担者】
石内俊一	東京工業大学	理学院	教授	(Kakenデータベース)
平田圭祐	東京工業大学	理学院	助教	(Kakenデータベース)