선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 논문에서는 처음으로, 한 개의 아미노산이 아닌두 개의 아미노산이 결합된 펩타이드 이온에 대해 전자전이 광분해 스펙트럼을 얻는 실험 연구와 이 에 대한 이론 계산 연구를 다루고 있다. 먼저, ESI를 이용 하여 양성자가 결합된 티로신-알라닌 펩타이드 이온 (YAH+)을 기체상에서 생성하였다.
제안 방법
- 본 논문에서는 처음으로, 한 개의 아미노산이 아닌두 개의 아미노산이 결합된 펩타이드 이온에 대해 전자전이 광분해 스펙트럼을 얻는 실험 연구와 이 에 대한 이론 계산 연구를 다루고 있다. 먼저, ESI를 이용 하여 양성자가 결합된 티로신-알라닌 펩타이드 이온 (YAH+)을 기체상에서 생성하였다. 생성된 이온에 자외선 영역의 레이저 펄스를 쪼여 광분해 반응을 유발한 후 그 광분해 정도를 레이저 파장을 변화시켜 가며 측정함으로써 전자전이 광분해 스펙트럼을 얻 었다.
- 먼저, ESI를 이용 하여 양성자가 결합된 티로신-알라닌 펩타이드 이온 (YAH+)을 기체상에서 생성하였다. 생성된 이온에 자외선 영역의 레이저 펄스를 쪼여 광분해 반응을 유발한 후 그 광분해 정도를 레이저 파장을 변화시켜 가며 측정함으로써 전자전이 광분해 스펙트럼을 얻 었다. 이 스펙트럼에서 관측된 이온의 전자전이 에너지와 양자이론을 이용한 계산 결과를 비교하여 YAH+ 이온의 기하학적인 구조 및 전자 에너지 준위에 대한 정보를 얻었다.
- 본 연구에 사용된 실험장비는 (기丁와 반사판 비행시간 질량분석기 (Reflectron time-of-flight mass spectrometer, ReTOF)가 결합된 혼성 질량분석기 (이T-ReTOF)로서 이에 대한 상세한 설명은 앞서 발표한 바 있으므로 여기서는 간략하게 기술하였다.9 실험 장치는 소스 챔버, 주 챔버, 감지 챔버 세 부분으로 구성되어 있으며 각각은 로터리 펌프(600 1/min) 그리고 6”와 4"확산펌프를 이용하여 펌핑하였다.
- 또한, Q]T에는 충돌 기체를 주입할 수 있도록 1/16”관이 외부로부터 연결 되어 있다. 이온을 저장하기 위해 두 개의 엔드캡 전극에는 0V, 그리고 링 전극에는 1 MHz의 진동수와 +2~3 kV의 진폭을 갖는 라디오 파(Radio frequency, RF)를 걸어 주었다.
- 일정한 시간 동안 이온M 저장한 후, 이온이 들어오는 쪽과 나가는 쪽의 엔드캡에 각각 +300 V와-300 V의 직류 펄스를 동시에 걸어주어 QIT에 저장되었던 이온들을 ReTOF쪽으로 추출하였다. ReTOF 의 비행구역은 추출된 이온을 더 높은 속도로 가속 하기 위해 -1.
- 비행구역을 지나 반사판에 의해 반사된 이온들은 이온 감지판 (Microchannel plate, MCP)에 의해 검출되었다. 검출된 이온 신호는 400 MHz디지털 오실로스코프 (LeCroy, 9310A)를 이용하여 계수화하고 저장하였다.
- 이온 저장 시간 및 이온 추출 시간은 디지털 펄스 발생기(DG 535)를 이용하여 조절하였다.
- 염료레이저로부터 발진된 가시광선 영역의 레이저 빛은 BBO 결정을 이용하여 그 진동수를 두 배수로변환시켰다. 이 레 이저 펄스(1~2 mJ/pulse)를 초점거리 가 25 cm인 렌즈를 통해 이 온 트랩 안의 이온들에게 조사함으로써 이온의 광분해 반응을 유발하였다. 이온의 광분해 효율은 특정 파장의 레이저 빛에 대한 이온의 흡수도에 의존하게 된다.
- 이온의 광분해 효율은 특정 파장의 레이저 빛에 대한 이온의 흡수도에 의존하게 된다. 따라서, 레이저 파장에 따른 이온 신호의 크기 변화를 기록함으로써 이온의 전자전이 광분해 스펙트럼을 얻었다.
- 레이저 펄스를 쪼였을 때 YAH+ 이온 신호가 작아지는 것이 광분해 반응에 의한 것인지 아니면 다른 요인에 의한 것인지를 알아 보기 위해 YAH+의 주 광분해 생성물인 m/z 136 이온 신호의 세기를 쪼여주는 레이저 펄스의 파장을 바꿔가며 측정하였다. m/z 136 이온은 펩타이드 분해반응 생성물 중 a 타입의 분해 생성물로서‘° YAH+의 ai 분해 경로를 통해 생성된다.
- YAH+의 전자전이 스펙트럼에서 관측된 두 피크가 어떤 에너지 준위로의 전이에 의한 것인가를 밝히기 위해 양자이론을 이용한 계산을 수행하였다. 먼저, YAH+의 가능한 여 러 이형태체 중 가장 낮은 에너지를 갖는 구조를 찾기 위해 분자동력학 시뮬레이션 (Molecular dynamics simulation)을 Gromacs 3.0 패키지를 이용하여 수행하였다. 시뮬레이션의 온도는 약 1500 K 정도로 높게 잡아 가능한 모든 이형태체의 구조를 찾을 수 있게 하였다.
- 시뮬레이션의 온도는 약 1500 K 정도로 높게 잡아 가능한 모든 이형태체의 구조를 찾을 수 있게 하였다. 이와 같은 방법으로 하여 찾은 이형태체들의 구조를 초기 구조로 하여 B3LYP/6-31+G* 수준에서 DFT 계산으로 그 구조를 최적화 하였다. 이렇게 얻어진 이형태체 중 가장 낮은 에너지를 갖는 YAH+ 구조와 구조변수를 Fig.
- ESI와 QlT-ReTOF 질량분석기를 이용하여 YAH+ 의 전자전이 스펙트럼을 기체상에서 관측하였다. 이 스펙트럼에는 폭이 넓은 두 개의 피크가 관즉되었으며 이 피크들의 폭넓어짐 현상은 상온에서 여러 이 형태체들이 존재한다는 사실과 들뜬 진동에너지 준 위로부터의 전자전이 즉, 뜨거운 띠 (hot band)가 전자전이 스펙트럼에 기여하기 때문인 것으로 설명하였다.
- 생성된 이온에 자외선 영역의 레이저 펄스를 쪼여 광분해 반응을 유발한 후 그 광분해 정도를 레이저 파장을 변화시켜 가며 측정함으로써 전자전이 광분해 스펙트럼을 얻 었다. 이 스펙트럼에서 관측된 이온의 전자전이 에너지와 양자이론을 이용한 계산 결과를 비교하여 YAH+ 이온의 기하학적인 구조 및 전자 에너지 준위에 대한 정보를 얻었다.
대상 데이터
- 본 연구에 사용된 실험장비는 (기丁와 반사판 비행시간 질량분석기 (Reflectron time-of-flight mass spectrometer, ReTOF)가 결합된 혼성 질량분석기 (이T-ReTOF)로서 이에 대한 상세한 설명은 앞서 발표한 바 있으므로 여기서는 간략하게 기술하였다.9 실험 장치는 소스 챔버, 주 챔버, 감지 챔버 세 부분으로 구성되어 있으며 각각은 로터리 펌프(600 1/min) 그리고 6”와 4"확산펌프를 이용하여 펌핑하였다. 실험 중 챔버 압력은 소스= 주, 감지 챔버 순서로 각각 52시이, 1.
- 전자분무 이온화 장치. 티로신-알라닌(Tyr-Ala, YA) 은 Sigma에서 구입하였다. 분말 형태의 YA를 부피 비로 48.
- 레이저 시스템. 염료레 이저는 Nd:YAG 레이저에서 발진되는 532nm 파장의 빛을 이용하여 펌핑하였다. 염료레이저로부터 발진된 가시광선 영역의 레이저 빛은 BBO 결정을 이용하여 그 진동수를 두 배수로변환시켰다.
- 1은 YAH+의 전자전이 광분해 스펙트럼이다. 이 스펙트럼은 272〜290 nm(34500〜36700 cm」)의 파장영역에서 얻어졌으며 이를 위해 세가지 서로 다른 레이저 염료, R610, R590 그리고 Fluorescein 548을 사용하였다. 이 스펙트럼의 y축인 cross section은 광분해 정도를 나타내는 것으로 그 값이 클수록 광분해가 잘 일어난다는 것을 의미하며 YAH+ 이온신호가 광분해 반응에 의해 크게 줄어들었음을 의미한다.
이론/모형
- YAH+의 전자전이 스펙트럼에서 관측된 두 피크가 어떤 에너지 준위로의 전이에 의한 것인가를 밝히기 위해 양자이론을 이용한 계산을 수행하였다. 먼저, YAH+의 가능한 여 러 이형태체 중 가장 낮은 에너지를 갖는 구조를 찾기 위해 분자동력학 시뮬레이션 (Molecular dynamics simulation)을 Gromacs 3.
- 3과 Table 1에 각각 나타내었다. 그리고, 이 구조를 갖는 YAH+의 전자전이 에너지를 B3LYP/6-31+G* 수준에서 시간 의존 밀도함수법 (Time-dependent density functional method, TD-DFT)을 이용하여 계산하였고 그 값을 Table 1에 나타내었다.
성능/효과
- 9 실험 장치는 소스 챔버, 주 챔버, 감지 챔버 세 부분으로 구성되어 있으며 각각은 로터리 펌프(600 1/min) 그리고 6”와 4"확산펌프를 이용하여 펌핑하였다. 실험 중 챔버 압력은 소스= 주, 감지 챔버 순서로 각각 52시이, 1.8시04 그리고, Lan/Torr이었다.
- 서로 다른 전자전이 에너지를 갖는 여러 YAH+ 이형태 체들의 피크들이 한 스펙트럼에 나타나게 되면서 이 피크들 간의 겹침으로 인해 넒은 폭을 갖는 피크가 관측될 수 있다. 셋째, 뜨거운 띠(hot band) 때문일수 있다. 낮은 진동수를 갖는 진동모드의 경우 상온에서는 v=0인 진동에너지 준위뿐 아니라 v=l, 2, .
- " 따라서, 같은 분자인 티로신을 자외선 흡수단으로 가진 YAH+의 경우 전자적으로 들뜬 에너지 준위의 생존시간이 YH+의 그것과 비슷하게 다소 길 것으로 예측된다. 결론적으로, YAH+의 전자전이 스펙트럼에서 관측되는 넒은 피크의 경우는 위의 첫째 이유 때문이라기 보다는 둘째와 셋째 이유 때문 인 것으로 볼 수 있다. 그러나, 현 단계에서 둘째와 셋째 이유 중 어떤 요인이 피크의 폭 넒힘 현상에 더 크게 기여 했는지를 밝혀내기는 불가능 하다.
- 계산으로부터 얻어진 전자전이 에너지의 절대값은 실험치 보다 약 0.2-0.3 eV 정도 더 높은 에너지를 갖는 것으로 계산되었고 두 에너지 준위간 에너지 격차도 실험 치에 비해 0.1 eV 더 큰 것으로 나타났다. 하지만, 들뜬 에너지 준위 계산에 있어서의 일반적인 에러범위를 고려할 때 위 계산 결과는 실험결과와 비교적 잘 일치한다고 볼 수 있다.
- 이 스펙트럼에는 폭이 넓은 두 개의 피크가 관즉되었으며 이 피크들의 폭넓어짐 현상은 상온에서 여러 이 형태체들이 존재한다는 사실과 들뜬 진동에너지 준 위로부터의 전자전이 즉, 뜨거운 띠 (hot band)가 전자전이 스펙트럼에 기여하기 때문인 것으로 설명하였다. 이 두 피크의 위치와 이론 계산 결과를 통해 예측된 전자전이 에너지를 비교함으로써 두 피크는 YAH+의 S과 & 전이에 의한 것임을 알 수 있었다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.