게시 및 게시 날짜 : 2013/03/01

생물학적 구성 요소의 특정 원자 주변의 3 차원 바카라 하는 법의 차이를 감지

-생체 분자 바카라 하는 법를위한 새로운 분석 방법에 대한 지드 라인-


요약

고 브라이트 Light Science Research Center (JASRI), Kobe University 및 JAIA (Japan Atomic Energy Research Organization)의 연구 그룹은 연구원 인 Tanaka Masato, 광학 및 양자 이미징 기술 연구 그룹, 국가 고급 산업 과학 및 기술 연구소 측정 프론티어 리서치 부서와 협력하고 있습니다소프트 엑스레이지역자연 원 이색여러 가지 다른 유형의 생물학적 물질이 고정밀 스펙트럼 측정으로 구성되어 있습니다아미노산우리는 산소 원자 근처의 국소 3 차원 바카라 하는 법의 차이를 성공적으로 감지했습니다

지금까지 소프트 X- 레이를 사용한 흡수 스펙트럼 측정은 재료 조성의 분석에 널리 사용되었습니다 반면에,원형 편광소프트 X- 레이를 사용한 천연 원이 이색성 스펙트럼은 재료의 바카라 하는 법 정보를 얻는 데 효과적인 것으로 간주되었지만, 측정하기가 매우 어려웠 기 때문에 연구는 충분히 진행되지 않았다

그래서,대형 싱크로트론 방사선 시설Spring-8| 소프트 X- 선 솔리드 분광학 빔라인 BL25SU에 설치Twin Helical Undulator에서 원형 분극 된 소프트 X- 레이 상태를 전환하는 기술을 최대한 활용함으로써, 우리는 흡수 강도의 01% 미만으로 노이즈를 줄이는 것과 같은 자연 원 이색이 측정기 스펙트럼을 측정하는 정확도를 크게 향상시켰다 이 측정 방법을 사용하면 기존의 종래의 종래의 흡수 스펙트럼 측정에서는 관찰 할 수없는 3 차원 바카라 하는 법에서 약간의 차이를 감지 할 수 있습니다 이 기술 사용사이드 체인의 다양한 상이한 아미노산 샘플의 소프트 X- 레이 영역에서 자연 원 이색 증산 스펙트럼을 측정했을 때, 흡수 스펙트럼 측정으로 관찰 할 수없는 측쇄의 차이를 관찰 할 수있었습니다 앞으로, 단백질과 같은 생체 분자의 상세한 바카라 하는 법적 측정에서 약물 발견 분야에 이르기까지 다양한 응용이 예상됩니다

이 결과는 American Physics Association이 2013 년 2 월 21 일호 (Eastern Standard Time)에 발표했습니다화학 물리학 저널"에 게시


1 연구 배경

아미노산 및 설탕과 같은 많은 생체 분자는 거울과 실제 이미지에 반영된 이미지 사이의 관계와 유사하게 L 자형 및 D 자형 바카라 하는 법를 가지고 있으며,이 특성은 분명합니다Chirality키랄성을 갖는 분자는 동일한 에너지의 빛을 위해서도 오른쪽과 왼쪽 원형 편광 사이의 흡수 강도를 갖는 자연 원형 이색성의 특성을 가지고 있습니다 이 천연 원형 이색성은 적외선, 가시 및 자외선에 널리 사용되며, 단백질 나선 바카라 하는 법의 바카라 하는 법 분석 방법으로 생물권에서 일반적으로 사용됩니다

소프트 X- 레이 영역의 자연 원형 이색성을 측정함으로써, 재료를 구성하는 근처의 원자에 대한 환경 정보는 각 유형의 원자에 대해 구별함으로써 얻을 수 있으며, 이는 검사 할 근처의 원자에 대한 바카라 하는 법적 정보가 전적으로, 가시 가능한 광선의 자연 순환이 윤곽선과 달리 얻어 질 수 있음을 시사한다 그러나, 생체 분자의 소프트 X- 레이 영역의 자연 원형 이색성 강도는 너무 약해서 작은 소음 (흡수 강도의 1% 미만)에 의해 영향을 받기 때문에 측정하기가 매우 어렵고 연구가 거의 수행되지 않습니다

2 연구 내용 및 결과

소프트 X- 레이 영역의 천연 원형 이색성 스펙트럼 측정은 큰 싱크로트론 방사선 시설입니다Spring-8의 BL25SU에서 수행되었습니다 이 연구 그룹은 먼저 천연 원이 이색 신호의 측정을 억제하는 다양한 소음을 줄이고 제거하여 흡수 강도의 01% 미만으로 노이즈 감소를 달성하기위한 측정 환경을 개발했습니다 또한 획득 한 데이터를 분석하는 방법을 설정했습니다

이 측정 및 분석 방법을 사용하여, 독특한 측쇄를 갖는 4 가지 유형의 아미노산 박막의 소프트 X- 레이 영역 (산소)K 쉘가장자리 흡수근처의 자연 원 이색성 스펙트럼을 성공적으로 측정했습니다 도 1의 오른쪽에 도시 된 바와 같이, 이들 아미노산은 측쇄를 제외한 동일한 바카라 하는 법 그룹으로 만들어진다 아미노산이 일반적인 아미노산을 공유하는 카르 복실 레이트 그룹의 산소 바카라 하는 법의 K- 쉘 흡수 가장자리 근처에서 흡수 스펙트럼 (도 1의 왼쪽 상단)을 측정 할 때 아미노산의 유형에 따라 거의 차이가 없었다

그러나, 우리는 자연 원 이색성 스펙트럼에서, 각각은 공통 원자 그룹을 검사 함에도 불구하고 서로 다른 형태를 나타낸다는 것을 발견했다 (도 1, 왼쪽 하단) 이것은 측쇄의 유형과 분자의 3 차원 바카라 하는 법의 차이가 상이한 스펙트럼 형태로 관찰 되었기 때문이다

소프트 X- 선 흡수 스펙트럼은 일반적으로 화학적 조성 및 분자의 결합 상태를 검사하는 방법 중 하나로서 확립되지만, 소프트 X- 선 천연 원이 이색성 스펙트럼은 생체 분자의 바카라 하는 법를보다 상세하게 검사하기위한 새로운 분석 방법으로 사용될 것으로 예상된다

카르 복실 레이트 그룹 및 자연 원형 이색성 스펙트럼에서 산소 원자의 L- 타입 아미노산의 구조 공식의 개략도 및 산소 원자의 흡수 스펙트럼
그림 1 (오른쪽) 측정 된 L 형 아미노산의 바카라 하는 법 공식 측쇄 부분은 아미노산의 유형에 따라 다릅니다
(왼쪽 상단) 공통 부위, 카르 복실 레이트 그룹 및 (왼쪽 하단) 자연 원이 이색 스펙트럼의 산소 바카라 하는 법의 흡수 스펙트럼 수평 축은 흡수 스펙트럼의 피크 에너지를 0 eV로서 상대적 값으로 표현하고, 0 eV는 약 532 eV에 상응한다

3 미래 개발

이번에는 박막 샘플을 측정 하였지만, 천연 원 이색성 스펙트럼은 또한 용액 샘플을 측정 할 수있게한다 따라서, 샘플의 결정화가 필요한 X- 선 회절 방법과 비교하여 신체와 유사한 조건에서 측정 할 수있다 따라서,이 시간을 측정 한 산소 원자로부터 유래 된 천연 원이 이색성 스펙트럼뿐만 아니라, 탄소 및 질소 원자에 의해 야기되는 천연 원형이 측정치 스펙트럼은 측정되고, 구성 원자 근처의 바카라 하는 법 정보를 얻고, 상업적으로 이용 가능한 전체 분자의 3 차원 바카라 하는 법 정보의 보완 적 바카라 하는 법 정보는 상업적으로 이용 가능한 전체 분자로부터 수득된다 단백질 바카라 하는 법에 기초한 약물 발견 연구에 사용됩니다

질문

독립 행정 기관, 국립 선진 산업 과학 기술 연구소
측정 프론티어 리서치 부서, 광학 및 양자 영상 기술 연구 그룹
연구원 Tanaka Masato 이메일 : Masahito-Tanaka * aistgojp ( @로 변경하고 보내주세요)



4 어휘

◆ 소프트 엑스레이
엑스레이 중에서, 이들은 에너지가 낮고 대기로의 전달이 거의없는 X- 레이입니다 탄소, 질소 및 산소와 같은 생체 분자를 구성하는 요소에서 파생 된 정보를 개별적으로 검사 할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 자연 원 이색
분자 (또는 일반적으로 중요)는 특정 에너지의 빛을 흡수합니다 재료가 동일한 에너지의 오른쪽 및 왼쪽 원형 편광을 흡수하는 정도에 차이가있을 때, 재료는 자연적인 원형 이색성을 갖는 것으로 알려져 있습니다 자연 원 이색주의 측정은 원형 편광 자외선을 사용하여 단백질의 바카라 하는 법를 결정하는 데 널리 사용됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ 아미노산
아미노 그룹 (-nh212242_123053+, -coo-카르 복실 레이트 그룹이 된 Zwitterionic 상태에 존재하는 것으로 알려져 있습니다 아미노산은 서로 관련된 미러 이미지 인 L 형 아미노산 및 D- 타입 아미노산이라는 분자를 포함하지만, L- 타입 아미노산은 기본적으로 유기체에 사용된다 단백질은 주로 20 가지 유형의 아미노산으로 구성됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ 원형 편광
빛은 전기 및 자기장이 진동하는 동안 움직이는 가로파입니다 전기장이나 자기장이 어느 기간을 전진하는 동안 빛은 전기장의 방향이 원형 편광 라이트라고 불리는 빛의 이동 방향의 축 주위에 있습니다 당신을 향해 움직이는 빛의 전기장이 시계 방향으로, 오른쪽 원형 편광 표시라고 불리며, 시계 반대 방향으로 왼쪽 원형 편광 표시라고합니다[참조로 돌아 가기]
◆ 대형 싱크로트론 방사선 시설Spring-8
독립 행정 기관인 Riken Institute가 소유하고 있으며 Hyogo 현의 Harima Science Park City에서 세계 최고 성능의 Synchrotron 방사선을 생산하는 시설이며 Jasri는 운영 관리 및 사용자 지원을 제공합니다Spring-8의 이름은SUperPHotonRing-8gev에서 시작되었습니다 동기 조명은 전자가 전자가 전자기에 의해 여행 방향으로 구부러지고 구부러진 속도로 가속 될 때 생성되는 얇고 강력한 전자기파입니다Spring-8우리는 나노 기술에서 생명 공학 및 산업 사용에 이르기 까지이 싱크로트론 방사선을 사용하여 광범위한 연구를 수행하고 있습니다[참조로 돌아 가기]
◆ Twin Helical Undulator
이 연구에서는 오른쪽 원형 편광 소프트 X- 선 소스와 왼쪽 원형 편광 소프트 X- 선 소스로서 2 개의 (트윈) 광원 (헬리컬 변환기)이 사용되었으며, 왼쪽과 오른쪽 원형 편광 소프트 X- 레이를 빠르게 전환하면서 측정을 수행했습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 측쇄
생체 내 아미노산은 4 개의 바카라 하는 법 (그룹)의 중심 탄소 바카라 하는 법에 결합된다 이 중 3 개의 아미노산은 모든 아미노산에 일반적이지만 나머지는 아미노산의 유형에 따라 다릅니다 한 유형마다 다른 바카라 하는 법 그룹은 종합적으로 측쇄라고합니다[참조로 돌아 가기]
◆ Chirality
오른쪽과 왼손과 같이 거울에 반사 된 대칭 바카라 하는 법를 가지고 있으며 겹칠 수 없습니다 특히, 분자에서, 구성 요소와 결합 순서는 동일하지만 화학적 결합이 없으면 미러 이미지로 겹쳐질 수는 없다[참조로 돌아 가기]
◆ K 쉘
바카라 하는 법는 바카라 하는 법 핵과 주변의 전자 층 (전자 쉘)으로 구성되는 것으로 생각 될 수 있습니다 여러 전자 쉘이 있으며, 핵에 가장 가까운 전자 쉘을 K 쉘이라고합니다[참조로 돌아 가기]
◆ 가장자리 흡수
사고 (소프트) X- 선의 에너지를 점차적으로 증가시키면서 물질의 흡수 강도를 측정 할 때, 사고 (소프트) X- 선이 전자의 결합 된 에너지에 도달하면 재료의 에너지가 점차 증가하면 재료의 흡수 강도가 빠르게 증가합니다 흡수 강도가 크게 변하는 이러한 유형의 에너지 영역을 흡수 가장자리라고합니다 흡수 가장자리의 에너지는 바카라 하는 법에서 전자 쉘마다 다르므로 산소 k 쉘 흡수 가장자리로 기록됩니다[참조로 돌아 가기]