光物理化学研究室へ

 我々の研究室では主に時間分解レーザー分光法を用いて、分子の構造や反応機構、 ダイナミクスを明らかにすることを目指して研究しています。近年では生体分子を対象とした構造や反応ダイナミクスの研究、超臨界流体やイオン液体などの物性評価やその特異な溶媒環境における分子反応ダイナミクスの研究、また高解像度の光学顕微鏡や高圧顕微鏡システムの開発を行い、細胞内での分子の空間分布や生体分子モーターの動作機構の解明などを目指した研究も行っています。

生体分子の反応と構造および揺らぎのダイナミクス (TGチーム研究概要へ研究対象一覧へ)
 生体機能分子であるタンパク質を研究対象として、刺激受容後にタンパク質分子全体で起きる構造変化過程や標的分子との分子間反応過程、あるいは折れ畳み(フォールディング)過程などを時間分解で捉えることを目指して研究している。従来の測定手法では捉えることのできなかったこれらの過程を高感度で捉えるために、過渡回折格子法(TG法)を主な研究手法として用い、主にマイクロ秒以降の時間領域で起きる分子体積や分子拡散過程の変化を調べている。
 さらに、TG法とその他各種のレーザー分光法(過渡吸収法、過渡レンズ法、光音響法など)を組み合わせて、これまでに提唱されてきた反応過程に対して、 新しい過渡種や反応経路を見出して検証する。また最近では、蛋白質反応に重要とされる「構造揺らぎ」を時間分解で検出するための新しい測定法の開発や緩衝液中で明らかにした構造や反応のダイナミクスが生理的条件下ではどうなるのか、すなわち「Crowding環境下」における測定への発展を目指した研究を行っている。

超臨界流体およびイオン液体中における分子の反応ダイナミクス (詳 細はこちら )
 超臨界流体イオン液体などの特異的な溶媒環境における化学反応のダイナミクスを過渡吸収法時間分解蛍光法などの様々な分光法を用いて研究する。動的な溶媒和の変化や拡散ダイナミクスの変化を、気相から液相にわたる広い密度領域、あるいは特殊な静電環境下で観測し、これらの定量的な考察を行う。また、理論計算やシミュレーションも交えた予測を行い、比較検討する。また、液体−気体あるいは固体-液体の界面にTG法を適用することにより、界面における分子のダイナミクスについて新しい知見を得る試みも行う。
 また、高温高圧流体で効率よく生成する金属微粒子に対して、生成条件と微粒子の構造、形状について考察する。

顕微光学と分光学を駆使した光合成膜の研究 (詳細はこちら)
 温室効果ガスによる地球温暖化やエネルギー不足の問題など、現在人類が直面する多くの課題を解決する可能性を秘めているのが植物や藻類が行っている天然光合成の利用である。
 入力と出力、そして含まれた物質の種類や構造がわかれば分かったような気がするのは光合成においては禁物であり、人類はその仕組みの真の理解に到達しているわけではない。我々は、葉緑体やシアノバクテリアに含まれる光合成膜(チラコイド膜)の微細構造の変化微細構造毎の光化学特性の理解に到達するために、独自のレーザー顕微分光システムの開発を行い、実際の光合成生物に適用して、これまで知られてこなかった光合成膜の性質を明らかにしつつある。

高圧力顕微鏡を用いた生体分子モーターの回転計測 (詳 細はこちら)

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