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2024.02.21
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【理工学研究科】レーザー光化学研究室(铃木正教授)の长泽宏成さんと小川朔弥さんの研究成果が米国物理学会の学术誌に掲载
小川朔弥さん(理工学研究科理工学専攻化学コース博士前期课程1年) レーザー光化学研究室(理工学部 化学?生命科学科 鈴木正教授)の長澤宏成さん(理工学研究科修了)と小川朔弥さん(理工学研究科理工学専攻化学コース博士前期课程1年)が「弱い水素結合」であるOH/π相互作用の起源について、東京工業大学の藤井正明教授研究室と石内俊一教授研究室と共同で研究を重ね、その共同研究の成果が米国物理学会のオフィシャルジャーナルである"Journal of Chemical Physics"に学術論文として掲載されました。
小川朔弥さん(理工学研究科理工学専攻化学コース博士前期课程1年)
▼论文情报
タイトル:Conformational preference of 2-(4-methoxyphenyl)ethanol studied by supersonic jet spectroscopy: Intramolecular OH/π interaction
著者名:Hironari Nagasawa,Sakuya Ogawa,Wataru Kashihara,Tasuku Isozaki,Keisuke Hirata,Shun-ichi Ishiuchi,Masaaki Fujii,Tadashi Suzuki
雑誌:The Journal of Chemical Physics
顿翱滨:
研究概要
皆さんの体内では、无意识のうちに、さまざまな化学反応がおこっています。まるで大きな化学工场のようなものです。タンパク质は身体を构成する大変重要な物质で、タンパク质がかかわる酵素反応は良く知られています。酵素は决まった物质(特定の分子)を取り込んで、反応させます。どんな物质でも良いわけではありません。では、どのようにしてその分子を见分けているのでしょうか。
そこでは、タンパク質による「分子認識」が重要です。「分子認識」には相互作用という力が働きますが、水素結合もそのひとつです。近年、従来の水素結合とは異なる「弱い水素結合」が注目されていて、酵素反応においても重要だという認識が浸透してきました。しかし、その相互作用は弱い力であるため、これまで十分な研究がなされていません。大学院生の長澤さんと小川さんは、この「弱い水素結合」であるOH/π 相互作用の起源を調べました。
鈴木研究室では、「超音速ジェット分光法」(注1)という実験手法を使って、詳細な分子の形(構造)を調べています。ターゲットにした分子骨格は、ベンゼン環とOH基の両方をもつ2-フェニルエタノールです。分子構造を調べたところ、OH基のHがベンゼン環(π電子雲)の方を向いていたことから、OH/π 相互作用があると考えられています。フェニルエタノールのベンゼン環にメトキシ基(CH?O-)を導入すると、分子全体のかたち(分子構造)がどのように変化するのか、その影響について考察し論文にまとめました(図1)。
メトキシ基によってベンゼン環上の電子密度が高くなること、またメトキシ基の向きが変わると電荷分布にも変化があり(図2)、これらが原因でOH/π 相互作用の強さも相互作用の働く方向も変化することがわかりました。このような微細な分子構造(立体構造や電子構造)の知見が、分子の反応を真に理解することにもつながっていくのです。長澤宏成さんと、その研究を引き継ぎさらに推し進めた小川朔弥さんの絶え間ない努力が成果につながりました。
(注1) 超音速ジェット分光法:宇宙空間のような真空中に気化させた分子を噴出すると、断熱膨張によって絶対零度(-273℃)に近い冷えた分子を作り出すことができます。そのような状態の分子にレーザー光を照射すると、分子からの発光(蛍光)が観測できます。この発光から分子の形(構造)の情報を引き出す実験手法です。
指导教员からのコメント
物理化学の研究と闻くと难しそうと敬远する学生が多いですが、自然界で起こっている现象を”何が起きているの?”、”どうして?”、”なぜ?”、”どう理解したらよいの?”といった兴味が出発点です。长泽さんと小川さんは、分子の构造と相互作用の解明をテーマに楽しみながら研究を続けました。その结果がこのような学术论文として実を结びました。兴味を持ったみなさん!一绪に物理化学しませんか?
▼研究に関する问い合わせ先
青山学院大学 理工学部 教授 铃木正
罢贰尝:042-759-6232
惭补颈濒:蝉耻锄耻办颈蔼肠丑别尘.补辞测补尘补.补肠.箩辫
※メール送信の际は、「@」を半角に変更してください。
▼取材に関する问い合わせ先
青山学院大学 政策?企画部 大学広报课
罢贰尝:03-3409-8159