Probing conformational changes in protein reaction sites via Raman optical activity

通过拉曼光学活性探测蛋白质反应位点的构象变化

• 批准号: 21K04997
• 负责人: 藤澤 知績
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Saga University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04997/
• 关键词: ラマン光学活性分光法; 光受容タンパク質; 低温ラマン分光法; ラマン光学活性; 低温分光法; 光受容体

本研究で対象とする光受容タンパク質は一般に発色団を言われる色素分子を内部に持ち、これらのタンパク質のなかで起こる発色団の光化学反応によって光感知やイオン輸送などの機能を発現する。今年度は微生物由来の種々の光受容タンパク質に対して、低温ラマン測定による発色団の光化学反応機構の研究を進め、光反応で生成する中間体の立体的構造を取得するために低温捕捉法を用いたラマン光学活性分光装置の開発を行った。低温ラマン測定ではレチナール色素を発色団として内包する微生物型ロドプシンやp-クマル酸を持つ光活性イエロータンパク質を具体的な研究対象とした。光活性イエロータンパク質については光反応の初期に現れる複数の中間体について網羅的な低温ラマン測定とラマンスペクトルに基づいた構造解析を実施した。光駆動型のナトリウムイオンポンプとして知られる微生物型ロドプシンについては、これまで不明であったO1およびO2中間体の発色団構造が得られ、これら２つ中間体の間でシス-トランス異性化が起こることを明らかにした。これら光受容タンパク質の中間体に対するラマン光学活性装置の開発と応用に関しては、光学系を組み上げて典型的なキラル分子のラマン光学活性スペクトルをクライオスタット内で測定できる段階となった。

In this study, the function of photochemical reaction of pigment molecules in general color development was developed. This year, the study on photochemical reaction mechanism of microorganism origin, photoreception capacity, low temperature detection, optical reaction generation and three-dimensional structure of intermediate was carried out, and the development of optical active spectroscopic device was carried out. Low temperature determination of pigment color development, inclusion of microbial types, p-acid retention, photoactivity and quality of specific research objects Photoactive substances are detected in the initial stage of photoreaction, and a plurality of intermediates are detected in the initial stage of photoreaction. The photodynamic type of the intermediate is characterized by the existence of a chromogenic structure of an O1-O2 intermediate, and the existence of a chromogenic structure of an O2-O2 intermediate. The development of optically active devices is related to the composition of optical systems.

项目成果

藤澤知績、海野‐藤澤研究室

藤泽智树，海野藤泽实验室

低温ラマン分光法による光駆動Cl-ポンプNMR3 の発色団構造変化の研究

低温拉曼光谱研究光驱动 Cl 泵 NMR3 发色团结构变化

• 发表时间: 2022
• 作者: Natsuki Ejima;Tomotsumi Fujisawa;Takashi Kikukawa;Masashi Unno
• 通讯作者: Masashi Unno

Conformation of Retinal Schiff Base in Proteorhodopsin Based on Raman Optical Activity

基于拉曼旋光度的视网膜希夫碱在变形视紫红质中的构象

• DOI: 10.2142/biophys.62.331
• 发表时间: 2022
• 期刊: Seibutsu Butsuri
• 作者: 藤澤知績;海野雅司
• 通讯作者: 海野雅司

近赤外ラマン分光法の色素タンパク質への応用

近红外拉曼光谱在色素蛋白中的应用

• 发表时间: 2022
• 期刊: 分光研究
• 作者: 藤澤知績;海野雅司
• 通讯作者: 海野雅司

Structural basis of the protochromic green/red photocycle of the chromatic acclimation sensor RcaE

色适应传感器 RcaE 的原色绿/红光循环的结构基础

• DOI: 10.1073/pnas.2024583118
• 发表时间: 2021
• 期刊: Proceedings of the National Academy of Sciences
• 作者: Takayuki Nagae;Masashi Unno;Taiki Koizumi;Yohei Miyanoiri;Tomotsumi Fujisawa;Kento Masui;Takanari Kamo;Kei Wada;Toshihiko Eki;Yutaka Ito;Yuu Hirose;Masaki Mishima
• 通讯作者: Masaki Mishima