孤立状態における生体分子の集合体の構造と反応

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1 孤立状態における生体分子の集合体の構造と反応
野々瀬研究室の概要 孤立状態における生体分子の集合体の構造と反応 分子集合体(クラスター)の科学

2 自己紹介 【氏名】 野 々 瀬 真 司 （ののせしんじ） 昭和３７年 神奈川県藤沢市に生まれる 現在42歳 昭和５６年 県立千葉高校卒業
【氏名】　野　々　瀬　真　司 （ののせしんじ） 昭和３７年　神奈川県藤沢市に生まれる 現在42歳 昭和５６年　県立千葉高校卒業 高校・大学では山岳部に所属 昭和６１年　慶應大学卒業 慶應ボーイで湘南ボーイのはずだが・・ 平成２年　東京大学 今も妻と２人の娘（8歳,4歳） はつくば市に在住 平成８年　国立の研究所（茨城県つくば市） 平成９年　神戸大学 100万ドルの夜景　猪が市街を徘徊　阪神タイガース優勝 平成１６年　横浜市立大学 これから皆さんとともに頑張りましょう

3 世界の根源をさぐる - 究極の謎 銀河系 1021(m) 地球 107(m) 太陽系 1012(m) 宇宙の果て 1026 ?(m) 人間
世界の根源をさぐる　-　究極の謎 銀河系 1021(m) 地球 107(m) 太陽系 1012(m) 宇宙の果て 1026 ?(m) 人間 1(m) … 人間 1(m) 原子 10-10(m) 原子核 10-15(m) 素粒子 ?(m) …

4 自然科学のもう一つの流れ 分析された要素を組み立て 日常世界を再構築 生体高分子 原子 細胞 人間 分子 10-10(m) 10-9(m)
（タンパク質・DNA） 10-8(m) 原子 10-10(m) 分子 10-9(m) 細胞 10-5(m) 人間 1(m)

5 クラスターとは・・・ 物質の３態 気体 液体 固体 数個から数10個の原子・分子の "集合体"(クラスター)とは "第４"の状態

6 金属原子、クラスター、固体中の電子の挙動
孤立原子 電子 e-

7 例えば、パソコンの動作の仕組を理解するには・・・
入力 1.入力による応答を調べる。 出力 2.パソコンをばらばらに分解する。 CPU メモリ トランジスタ コンデンサ Fe Si Ge Cu Ga As いずれの方法によっても本当のところは理解できない！ 全体は分解された要素の単なる総和ではないからである。

8 分解された要素を組立て再構築することが必要
CPU メモリ トランジスタ コンデンサ Fe Si Ge Cu Ga As 同様に、生命現象を理解するためにも分解された要素を再構築する必要がある。 水 アミノ酸 塩基　糖 リン酸 蛋白質・DNA・RNA 細胞 ・・・

9 孤立した状態において生体分子を研究する 有限な系 構造の揺らぎ 内部エネルギー 最も単純な反応 液相中における生体分子
水分子に囲まれている 生体中における生体分子 かたち はたらき

10 エレクトロスプレーイオン化法の原理 大気 真空 タンパク質等の生体分子の形を壊さないまま真空中へ導く 注射針 荷電液滴が生成 (4~6kV)
＋ 大気 真空 注射針 (4~6kV) 荷電液滴が生成 ＋ − 生体分子を 含む溶液 電場で液滴がちぎれる 対極板（0 V） タンパク質等の生体分子の形を壊さないまま真空中へ導く

11 実験方法1：気体分子との衝突反応 H.V. 1.ESIによって 真空中へ噴出させて クラスターを生成 2.特定のサイズを 質量選別
　真空中へ噴出させて 　クラスターを生成 2.特定のサイズを 　質量選別 3.気体分子との 　衝突反応 4. 反応生成物 　を検出 検出器 H.V. 真空排気装置

12 実験方法2：レーザー光誘起反応 検出器 + 高電圧 電源 - レーザー 真空排気装置 1.ESIによって 真空中へ導入し クラスターを生成
　真空中へ導入し 　クラスターを生成 3.レーザー照射による 　反応を観察 e- 真空排気装置 2.特定のサイズを 　質量選別 + - レーザー 高電圧 電源

13 まとめ 近代の自然科学の発展によって、 孤立した原子・分子や固体結晶などの単純な系について、 詳しく理解できるようになった。
しかし、複雑な系については未だによく分かっていない。 生命現象は複雑な系の典型である。 複雑な系で起こる現象は自然界で重要な領域を占め、 多数の科学技術にも関連している。 複雑な系で起こる現象の中心にあるものは、 ミクロとマクロの中間にある ”原子分子の集合体（クラスター）”である。 そもそも我々が生きていることとは何なのだろうか？ そのような問に答えることができるかもしれない。

14 --　おわり　--