共同研究・競争的資金等の研究課題

• 基盤研究(C), 2023年04月01日 - 2026年03月31日, 23K04661, 全内部反射ラマン分光で観るゲル－液晶相転移に伴う脂質膜中の抗菌ペプチドの構造変化, 近藤 正人, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(C), 筑波大学, 4680000, 3600000, 1080000, kaken

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• 基盤研究(C), 2022年04月01日 - 2025年03月31日, 22K05016, 基板支持脂質二分子膜－ペプチド複合系の振動分光学的研究, 石橋 孝章; 近藤 正人; 野嶋 優妃, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(C), 筑波大学, 4290000, 3300000, 990000, kaken

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• 基盤研究(C), 2020年04月01日 - 2023年03月31日, 20K05415, 固液界面を利用した水溶液中のタンパク質振動スペクトルの測定と分子間相互作用の検出, 近藤正人, 科学研究費助成事業, 学術研究助成基金助成金（基盤研究(C)）, 筑波大学, 4290000, 3300000, 990000, 本研究では，固体と液体の界面を利用して，水溶液中のタンパク質の振動スペクトルを水和水のものまで含めて高感度に得る新しい方法論を確立することを目的としている．その基本的なアイデアは，界面敏感な振動分光法である振動和周波発生（VSFG）分光法を，固液界面に向きを制御した上で固定したタンパク質の系に適用することである．この用途に用いるための基板として，シリカ薄膜をコートしたCaF2基板に着目した．この基板では，シリカに試料分子をシランカップリング反応により化学的に固定できる．固液界面のVSFG測定は，水の強い赤外吸収を避けるため，赤外光を基板側から入射する内部反射配置で行う必要がある．シリカは2000 cm-1以下の赤外領域で不透明であるが，薄膜としたうえで赤外領域で透明なCaF2にコートすることで，この配置での測定も可能となる．初年度は，このシリカコートCaF2基板上での有機単分子膜について，内部反射配置でヘテロダイン検出（HD）-VSFG測定を行うための取り組みを行った．
  まず，ゾルゲル法によってCaF2（Φ20×t5）上にシリカ薄膜（厚み~100 nm）をコートした．この基板上の有機単分子膜を内部反射配置でHD-VSFG測定するには，試料と同じ面に，参照試料を準備する必要がある．そこでシリカコート面の一部に，スパッタ法で銀薄膜を蒸着した．試料の絶対配向の情報を含んだ量である絶対的な非線形感受率を得るには，その基準となる銀の絶対的な感受率が必要である．そこで，リン脂質DPPCの脂質膜を用いて銀の絶対的な感受率を決定した．DPPCのアルキル鎖が上を向けた脂質膜の絶対的な感受率と，下を向けた膜のものでは，その符号が反転する．このことを利用して，それぞれの膜を，外部および内部反射配置でHD-VSFG測定した結果から，シリカコートCaF2に蒸着した銀薄膜の感受率の値を決定した．, 競争的資金, kaken

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• 基盤研究(C), 2019年04月01日 - 2022年03月31日, 19K05362, ヘテロダイン検出振動SFG分光による脂質二重膜中の膜タンパクの構造と配向の研究, 石橋 孝章; 近藤 正人, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(C), 筑波大学, 4290000, 3300000, 990000, 振動和周波分光による研究として，複雑な構造を持つタンパク質より簡単な構造を持ち，界面での二次構造や配向が他の手法によって推定されているポリペプチド界面について，HDキラルVSFG信号を測定し，信号の符号および強度と二次構造および配向の関係を検討した．具体的には，αへリックスをとることが提案されているpoly-α-benzyl-L-glutamate （PBLG）とLK14α，および逆平行βシートをとることが提案されているK(LK)7βの三種類のポリペプチドの気水界面について検討した．さらに，モデル系に対する量子化学計算を用いたキラルVSFGスペクトルのシミュレーションを行ったところ，観測されたVSFG信号を定性的に再現することができた．界面のタンパク質やポリペプチドのキラルVSFGスペクトルは，経験的に界面における二次構造と強い相関があることが知られていたが，その相関の成立機構は確定していない．本研究によって，界面での配向や構造が他の手法で推定されている系について，キラルVSFG信号のヘテロダイン法による符号を含めた測定とモデル計算によるシミュレーションによって，経験則がおおよそ説明できることがわかった．
  全内部反射ラマン分光については，Langmuir-Blodgett/Langmuir Schaefer法によってプリズムー水溶液界面に基板支持DPPCリン脂質二重膜を作製し，コレステロールの混合の効果を測定した．測定されたラマンスペクトルのCH伸縮振動領域には，2848 cm-1，2882 cm-1にCH2の対称，逆対称伸縮振動バンドが，2930 cm-1付近には脂質鎖のCH3対称伸縮振動のフェルミ共鳴のバンドが確認された．コレステロール濃度の増加に伴って，2930 cm-1の2882 cm-1に対する相対強度が増大が観測された．この傾向は水溶液中に分散されたベシクル試料についても観測されるものであり，基板支持二重膜試料の状態がベシクル試料とよく対応していることを示している．, kaken

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• 若手研究, 2018年04月01日 - 2020年03月31日, 18K14175, 研究代表者, 全内部反射過渡回折格子装置の構築と脂質二重膜中のロドプシンのイオン輸送過程の観測, 近藤正人, 科学研究費助成事業, 学術研究助成基金助成金（若手研究）, 筑波大学, 4160000, 3200000, 960000, 全内部反射プローブ方式の過渡回折格子（TG）法の適用により，脂質二重膜中でのロドプシンの構造変化やイオン輸送過程を時間分解検出することを目標に，装置構築のレベルから研究した．まず，全内部反射TG装置を立ち上げ，その試料部を改善した．次に，より単純な膜中の系として，石英プリズムと水溶液界面のリン脂質DMPC支持膜中のスチルベンを対象に全内部反射TG測定を行い，その分子拡散を調べた．その結果，膜中のスチルベンが二つの異なる拡散係数を示すことを見出した．この事実は，DMPC膜中に低粘性および高粘性の二つの環境があることを示している．膜の不均一構造を実験的に支持する結果を得た．, 競争的資金, url

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• 若手研究(B), 2012年04月01日 - 2014年03月31日, 24750027, テラヘルツ時間分解誘電分光法による溶媒和電子と水の相互作用ダイナミクス解明, 近藤 正人, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 若手研究(B), 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 4030000, 3100000, 930000, 水溶液を対象とした時間分解テラヘルツ（THz）分光実験の実現に向け、基盤となる技術開発を行った。まず塩化ナトリウム等の単純な塩の水溶液について、定常条件にてTHz分光研究を行った。その結果、イオンが水溶液の水素結合構造を弱める効果の存在を強く示唆する実験事実を得ることに成功し、THz分光が溶液研究にとって強力な手法であることを実証した。また、従来の試料セルを用いた測定法で問題となっていた強い励起光照射による窓の損傷の問題を解決するため、液体薄膜（液膜）を応用した窓を用いない溶液実験法を構築した。ここでは、50-120μmの範囲で膜厚制御可能な液膜ノズルを新規開発し、THz分光実験に最適化した。, url

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