Time-resolved detection of protein conformation changes and reactions in space limited liquid droplets

空间有限液滴中蛋白质构象变化和反应的时间分辨检测

• 批准号: 21H01885
• 负责人: 寺嶋 正秀
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01885/
• 关键词: タンパク質; 反応; 時間分解; 顕微鏡; 液滴

本研究では、過渡回折格子法の空間分解能と感度を向上させることによって、マイクロメートル程度の空間分解とマイクロ秒程度の時間分解能を併せ持つ検出システムを作る。これを用いて、タンパク質構造変化を時間分解で観測できるように改造し、バルク中のそれらとどのように異なるかを明らかにすることを試みた。これまでに開発してきたTGシステムをベースにして、微小領域の分子運動や熱力学量計測を可能にするTG測定システムのさらなる改良を行った。新しい対物レンズや非球面レンズを使ったシステムに改造し、これによって、マイクロメートル領域での熱グレーティング信号を検出できた。さらに、空間制限での分子反応ダイナミクスを観測するために、微細加工システムを用いて、マイクロメートルサイズの微小セルを作製し、この作成したセルの中に液体を封入して、TG信号を観測することに成功した。液滴の性質を明らかにするために、いくつかの報告されているタンパク質を用いて液滴を作成した。また、時間分解で液滴形成を調べるためにTePixDというこれまで我々が発見していた光反応で凝縮が起こるタンパク質の反応を詳細に調べ、その凝縮の原因を追究した。また、多くの研究者が調べているBLUFの光反応に対して、一般的にみられる新しいダイナミクスを発見し、その変化をもたらす分子論的な原因を明らかにすることに成功した。さらに、eBLUFと呼ぶ新しいBLUFタンパク質を見出し、このタンパク質が光状態と暗状態の間でユニークな分子間相互作用を持つことを示した。

In this study, the spatial decomposition energy and sensitivity of the transition folding lattice method are increased, and the spatial decomposition energy and temporal decomposition energy of the transition folding lattice method are increased. This is the first time I've ever seen a woman. This is the first time that the TG system has been developed, and the molecular motion and thermodynamic measurements in the micro-domain have been improved. The new system is designed to transform the aspheric surface of the object into a new one, and the new system is designed to transform the object into a new one. In addition, the space limit of the molecular reaction, the use of micro-processing, micro-processing and micro-processing, the preparation of micro-processing, the use of micro-processing and micro-processing, The properties of the droplets are clearly stated in the report. The reason why the condensation occurs is investigated in detail. Many researchers have tried to understand why BLUF is so successful. In addition, eBLUF and BLUF can be seen in the light state and the dark state, and the interaction between molecules can be observed in the dark state.

项目成果

Time-resolved detection of association/dissociation reactions and conformation changes in photosensor proteins for application in optogenetics

光传感器蛋白中缔合/解离反应和构象变化的时间分辨检测在光遗传学中的应用

• DOI: 10.1007/s12551-021-00868-9
• 发表时间: 2022
• 期刊: BioPhys. Rev.
• 作者: Noji Junpei;Yoshimori Akira;Ohnuki Jun;Takano Mitsunori;M. Terazima
• 通讯作者: M. Terazima

青色光センサーeBLUFの光ダイマー化機構と溶液構造解析

蓝光传感器eBLUF的光二聚机理及溶液结构分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 中曽根祐介;柴田耕生;古川亜矢子;西村善文;寺嶋正秀
• 通讯作者: 寺嶋正秀

Enzymatic activity of the blue light‐regulated phosphodiesterase BlrP1 from Klebsiella pneumoniae shows a nonlinear dependence on light intensity

肺炎克雷伯菌蓝光调节磷酸二酯酶 BlrP1 的酶活性显示出对光强度的非线性依赖性

• DOI: 10.1002/1873-3468.14073
• 发表时间: 2021
• 期刊: FEBS Letters
• 影响因子: 3.5
• 作者: Shibata Kosei;Nakasone Yusuke;Terazima Masahide
• 通讯作者: Terazima Masahide

Excited triplet state dynamics and conformation changes of protein reactions

蛋白质反应的激发三重态动力学和构象变化

• 发表时间: 2021
• 作者: Nakamura Shunta;Sakai Hayato;Nagashima Hiroki;Fuki Masaaki;Onishi Kakeru;Khan Ramsha;Kobori Yasuhiro;Tkachenko Nikolai V.;Hasobe Taku;Masahide Terazima
• 通讯作者: Masahide Terazima

Time-resolved detection of photoinduced heating and volume changes during protein reactions

蛋白质反应过程中光致加热和体积变化的时间分辨检测

• 发表时间: 2022
• 作者: 中曽根祐介;柴田耕生;古川亜矢子;西村善文;寺嶋正秀;Masahide Terazima;Takashi Uneyama;Masahide Terazima
• 通讯作者: Masahide Terazima