光駆動型イオンポンプの分子動画解析とその応用

光驱动离子泵分子视频分析及其应用

基本信息

  • 批准号:
    21H02439
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 11.32万
  • 依托单位:
  • 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 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

微生物由来のレチナールタンパク質(ロドプシン)は、光を受容して機能を発揮する膜タンパク質であり、最近ではその光応答性を利用して細胞の光制御を可能とするオプトジェネティクスに利用されるなど応用面でも注目されている。ロドプシンの最も代表的な機能は、イオンを能動輸送する機能であり、プロトンポンプのバクテリオロドプシン、クロライドイオンを輸送するハロロドプシン、ナトリウムポンプのKR2などが知られている。これらのイオンポンプ機能を持つロドプシンを比較すると、その基本構造は類似しており、構造の類似性にも関わらず電荷の異なるイオンを同一方向に輸送する仕組みに興味が持たれている。 今までに、様々なイオンポンプロドプシンが発見されており、それらのロドプシンにおいて、部位特異的変異導入及びその活性測定やクライオトラップ法による中間体X線結晶構造解析などが行われてきたが、イオンの選択性やイオン輸送機構の全容は明らかではない。本課題では、光反応の過程をリアルタイム且つ原子レベルで可視化することを目指して、X線自由電子レーザー(XFEL)を用いた時分割実験を実施する。高い空間分解能の動的構造情報を得るには、XFELによるシリアルフェムト秒結晶構造解析が用いられており、微結晶を調製する必要がある。昨年度までに得られた微生物由来のイオンポンプロドプシンの発現系を用いて、大量発現並びに精製を行った。続いて結晶化スクリーニングを行ったところ、4Åのデータではあったが回折像を取得した。現在、高分解能の回折データを得るべく検討を行っている。
Microbial origin の レ チ ナ ー ル タ ン パ ク mass (ロ ド プ シ ン) は, light を let し て function を 発 swing す る membrane タ ン パ ク qualitative で あ り, recently で は そ の light 応 answer sex を し て cells の light suppression を may と す る オ プ ト ジ ェ ネ テ ィ ク ス に using さ れ る な ど 応 with surface で も attention さ れ て い る. ロ ド プ シ ン の も most representative な function は, イ オ ン を active transport す る function で あ り, プ ロ ト ン ポ ン プ の バ ク テ リ オ ロ ド プ シ ン, ク ロ ラ イ ド イ オ ン を conveying す る ハ ロ ロ ド プ シ ン, ナ ト リ ウ ム ポ ン プ の KR2 な ど が know ら れ て い る. こ れ ら の イ オ ン ポ ン プ function を hold つ ロ ド プ シ ン を compare す る と, そ の basic structure similar し は て お り, tectonic の similarity に も masato わ ら の ず charge different な る イ オ ン を same direction に conveying す る blackstone group み に tumblers が hold た れ て い る. Today ま で に, others 々 な イ オ ン ポ ン プ ロ ド プ シ ン が 発 see さ れ て お り, そ れ ら の ロ ド プ シ ン に お い て, site specific - different import and び そ の activity determination や ク ラ イ オ ト ラ ッ プ method に よ る intermediates X-ray crystal structure parsing な ど が line わ れ て き た が, イ オ ン の sentaku sex や イ オ ン transportation agency の full capacity は Ming ら か で は な い . This topic で は, light 応 の process を リ ア ル タ イ ム and つ atomic レ ベ ル で visualization す る こ と を refers し て, X-ray free electrons レ ー ザ ー (XFEL) を い た break when be 験 を be applied す る. High い space decomposition can の dynamic structure of intelligence を る に は, XFEL に よ る シ リ ア ル フ ェ ム crystal structure analytic が ト seconds with い ら れ て お り, micro crystal を modulation す る necessary が あ る. Yesterday's annual ま で に must ら れ た microbial origin の イ オ ン ポ ン プ ロ ド プ シ ン の 発 practice while department を い て, massive 発 now and び に refined を line っ た. 続 い て crystallization ス ク リ ー ニ ン グ を line っ た と こ ろ, 4 a の デ ー タ で は あ っ た が inflexion like を obtain し た. Now, for high decomposition energy, <s:1> fold it back to デ デ タを タを to るべく検 seek を lines って る る る.

项目成果

期刊论文数量(24)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
高速分子動画計測の現状と今後の課題
高速分子视频测量的现状和未来挑战
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    佐野豊;伊藤優志;小井川浩之;高橋聡;南後恵理子
  • 通讯作者:
    南後恵理子
Structural changes in chloride ion pump rhodopsin by time-resolved crystallography
通过时间分辨晶体学观察氯离子泵视紫红质的结构变化
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    保坂俊彰
  • 通讯作者:
    保坂俊彰
Time-resolved serial femtosecond crystallography of microbial rhodopsins
微生物视紫红质的时间分辨连续飞秒晶体学
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yamada T;Tsuge H.;南後恵理子
  • 通讯作者:
    南後恵理子
高速分子動画:タンパク質の構造機能相関研究の最先端 Non-equilibrium state molecular movies: a new frontier in structural and functional studies on proteins
非平衡态分子电影:蛋白质结构和功能研究的新前沿
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Seiichiro Hayashi;Daisuke Fujinami;Daisuke Kohda;Kazuhiro Oiwa;Eriko Nango
  • 通讯作者:
    Eriko Nango
XFELによるタンパク質分子動画解析の現状と今後の展望
XFEL蛋白质分子视频分析的现状及未来展望
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    髙橋 聡;TSUKAMOTO Hisao;南後恵理子
  • 通讯作者:
    南後恵理子
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新規なβ-アミドアリルボロン酸エステルの調製ーN-カルボニルイミドとのタンデム型反応
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  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    菅原 道泰;登野 健介;南後 恵理子;岩田 想;仙石哲也,神谷悠太,川上 愛,高橋雅樹,依田秀実
  • 通讯作者:
    仙石哲也,神谷悠太,川上 愛,高橋雅樹,依田秀実
シリアルフェムト秒結晶構造解析における結晶導入法
串行飞秒晶体结构分析中的晶体引入方法
  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    菅原 道泰;登野 健介;南後 恵理子;岩田 想
  • 通讯作者:
    岩田 想
甘味タンパク質ソーマチンの連続フェムト秒結晶構造解析
甜蛋白索马甜的连续飞秒晶体结构分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    桝田 哲哉;南後 恵理子;菅原 道泰;鈴木 守;登野 健介;城地 保昌;亀島 敬;Park Jaehyun;Song Changyong;初井 宇記;矢橋 牧名;大久保 喬平;三上 文三;北畠 直文;谷 史人;岩田 想
  • 通讯作者:
    岩田 想
オキシピリポルフィリン鉄(III)錯体の構造および磁気的性質
氧卟啉铁(III)配合物的结构和磁性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    菅原 道泰;登野 健介;南後 恵理子;岩田 想;仙石哲也,神谷悠太,川上 愛,高橋雅樹,依田秀実;井手雄紀,山田祐也,鈴木優章,森重樹,根矢三郎,中村幹夫,池上崇久
  • 通讯作者:
    井手雄紀,山田祐也,鈴木優章,森重樹,根矢三郎,中村幹夫,池上崇久
SACLAにおけるシリアルフェムト秒X線結晶構造解析
SACLA 的系列飞秒 X 射线晶体结构分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    田中 智之;南後 恵理子;菅原 道泰;鈴木 守;桝田 哲哉;山下 鮎美;田中 里枝;登野 健介;城地 保昌;亀島 敬;Jaehyun Park;Changyong Song;初井 宇記;矢橋 牧名;潘 東青;島村 達郎;溝端 栄一;北郷 悠;岩田 想
  • 通讯作者:
    岩田 想

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細胞膜受容体の動的構造解析と活性化機構の解明
细胞膜受体的动态结构分析及激活机制的阐明
  • 批准号:
    24H00547
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 11.32万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
必須アミノ酸生合成におけるβ‐脱炭酸脱水素酵素‐阻害剤複合体の精密構造解析
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  • 资助金额:
    $ 11.32万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

相似海外基金

ナノ集光X線自由電子レーザーを利用した構造解析法の開発
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  • 批准号:
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    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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使用软 X 射线自由电子激光器阐明非线性光学现象
  • 批准号:
    24K21043
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 11.32万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Spectroscopic observation of planetary materials under shock compression using an X-ray free electron laser
使用 X 射线自由电子激光器对冲击压缩下的行星材料进行光谱观察
  • 批准号:
    22KF0243
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 11.32万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Mid-Scale RI-2 Consortium: Compact X-ray Free-Electron Laser Project (CXFEL)
中型 RI-2 联盟:紧凑型 X 射线自由电子激光项目 (CXFEL)
  • 批准号:
    2153503
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 11.32万
  • 项目类别:
    Cooperative Agreement
Characterization of X-ray free electron laser pulses using spectral phase interferometry
使用光谱相位干涉测量法表征 X 射线自由电子激光脉冲
  • 批准号:
    23K17889
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 11.32万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Developments of structure determination techniques with nanofocused X-ray free-electron laser pulses
纳米聚焦X射线自由电子激光脉冲结构测定技术的发展
  • 批准号:
    22H03877
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 11.32万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
X線自由電子レーザーの極限集光に向けた高安定な形状可変ミラーの開発
开发用于 X 射线自由电子激光器最终聚焦的高度稳定的可变形镜
  • 批准号:
    22K20407
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 11.32万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
X線自由電子レーザーの特性を生かしたフェムト秒構造化学の開拓
利用X射线自由电子激光器的特性开发飞秒结构化学
  • 批准号:
    21K18944
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 11.32万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Influence of inner shell electron on material processing by soft X-ray free electron laser
内层电子对软X射线自由电子激光材料加工的影响
  • 批准号:
    20K12494
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 11.32万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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