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利用光和振动了解生命分子的运作

我们正在进行研究,以阐明细胞中工作的生物分子如何交换能量和物质并支持生命活动。膜蛋白在活分子中发挥重要作用,接受外部刺激、运输离子并负责能量产生。视紫红质在光遗传学中用于利用光操纵生命活动,它也是一种膜蛋白。我使用红外差异光谱来了解与底物和离子(例如氢键)的相互作用,以及分子振动变化引起的分子轻微结构变化,并探索膜蛋白表达其功能的机制。我们还利用红外成像进行研究,以阐明线虫等活生物体中活分子的分布和功能。通过利用光和振动解释生命分子和生物体,我们正在解决“什么是生命?”的问题。

生命与应用化学学院|副教授

古谷雄二(古谷雄二)

古谷雄二

3 人人享有健康和福祉
7 让能源变得触手可及且清洁
9 让我们为产业和技术创新奠定基础
12 生产和消费的责任

关键字

红外光谱
离子通道
视紫红质
分子科学
生物物理学

领域/程序

研究类别

纳米微观科学
物理化学、功能化学
生物分子化学
从分子水平到细胞水平的生物学
神经科学

研究主题

  • 通过时间分辨和冷阱红外光谱分析视紫红质的分子机制
  • 利用表面增强红外光谱分析视紫红质的分子机制
  • 利用视紫红质开发新型光离子电池
  • 利用红外成像分析线虫生命活动

留言

从“化学”和“物理”的角度研究生命活动已经成为可能。我们眼睛的视网膜含有一种叫做视紫红质的膜蛋白,可以接收光线,其详细的三维结构也被揭示。很快有一天,一段视频将展示光如何改变视紫红质的结构,激活下一个信号传输蛋白,并最终将电信号传输到大脑。我的研究兴趣是在原子和分子水平上阐明活分子的活力。如果研究过程能够开发出治疗疾病的药物,那就更美妙了。