愛媛大ら,QCLでたんぱく質の局所高次構造を検出

愛媛大学,東邦大学,日本分光,日本大学,横浜国立大学は,愛媛大学が独自に開発した量子カスケードレーザー(QCL)を用いた顕微スキャン機能型の多次元赤外円二色性分光装置を用いて,昆虫(アオドウガネ)の下翅におけるたんぱく質の局所高次構造を検出することに成功した(ニュースリリース)。

⽣体組織においては,10‒100μmスケールで形成される構造が随所にある。特に,昆⾍翅はその多機能性により,⽣物模倣によるデバイス開発や材料開発の代表モデルとなっている。

そのため翅の⽰す様々な機能(ホトニクス,撥⽔性,抗菌性等)を種々の⽅法で調べられており,⽣物模倣の材料開発がさかんに⾏なわれている。しかしながら,たんぱく質のキラリティ(特に⾼次構造)に着⽬した例は現状では少ないとする。

このような中で,研究グループでは局所⾼次キラリティ解析のための新しい装置開発に取り組んできた。特に⽣体試料そのものを測定することを⽬指した研究を⾏なっているという。

今回,QCLと⾃動ステージを組み込んだ顕微スキャン型多次元⾚外円⼆⾊性分光システムの開発に成功した。世界初の空間分解能100μmで⾼吸収のサンプル内をスキャンできるシステムを構築した。

この装置を⽤いて,アオドウガネの下翅における各ドメインのたんぱく質の構造解析を⾏なった。その結果,翅膜や翅脈によってたんぱく質の2次構造が異なることを⾒出した。例えば,膜は右巻のα-ヘリックス構造,翅脈はランダムコイル状であることがわかったという。

また翅のドメインを詳細に調べた結果,α-ヘリックスとβ-シートが混在している個所も捉えることができた。これは,これまでの熱光源による⾚外円⼆⾊性分光法では達成できなかった。また,翅サンプルそのものをin-situで測定できるようになったことにも特長があるとしている。

この装置では世界初の空間分解能100μmを達成した。研究グループは,今後,この顕微スキャン技術を駆使して,昆⾍の左翅,右翅の⾮対称的な機能などを解明することを⽬指すとしている。

キーワード:

関連記事

  • 東北大,採血せず中赤外光を用い血液中の成分を推定

    東北大学の研究グループは,中赤外光を用いた光音響分光法(PZT-PAS)を応用し,血液採取を伴わない血液成分推定技術を開発した(ニュースリリース)。 血液検査では血中コレステロールや血糖値など健康管理のために重要な成分量…

    2025.10.22
  • 岡山大ら,線虫の脂質分布を可視化する新手法を開発

    岡山大学,甲南大学は,線虫(Caenorhabditis elegans)の体内構造を保持したまま連続切片を取得し,脂質分布を三次元的に可視化する質量分析イメージング手法を開発した(ニュースリリース)。 線虫は,発生生物…

    2025.07.15
  • KEK,動作中の半導体デバイスの内部構造を可視化

    高エネルギー加速器研究機構(KEK)は,フェムト秒パルスレーザーを光源とする光電子顕微鏡装置(フェムト秒光電子顕微鏡)を用いて,半導体デバイスの動作下において,pn接合界面に形成され,電流の制御に重要な役割を担う空乏層の…

    2025.04.11
  • 神大ら,テラヘルツ波で内耳の非破壊3D観察に成功

    神戸大学,早稲田大学,大阪大学は,マウスを用いた実験により,テラヘルツ波を利用して,音をつかさどる耳の器官である「内耳蝸牛」のマイクロメートルスケールの小さな内部構造を3次元で非破壊観察することに世界で初めて成功した(ニ…

    2025.03.31
  • 神大ら,単一カメラで高速動体を3次元イメージング

    神戸大学,京都工芸繊維大学,高度技術支援センター,産業技術総合研究所は,レーザーを用いずに発光ダイオード(LED)からの光や自然光による照明,あるいは物体自体が発する光など可干渉性の低い光に対して,単一のカメラを用いて高…

    2025.03.06

新着ニュース

人気記事

編集部おすすめ

  • オプトキャリア