タンパク質の特徴的な立体構造を活かした振動エネルギー移動機構の解明

利用蛋白质特征三维结构阐明振动能量传递机制

• 批准号: 19J20486
• 负责人: 山下 聡
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J20486/
• 关键词: 振動エネルギー移動; タンパク質; 分光学

2021年度はタンパク質内エネルギー移動における距離依存性と方位依存性を調べた．距離依存性に関しては，シミュレーションを行っている研究室との共同研究を行い，実験データをより詳細に議論した．シミュレーションによって得られたタンパク質構造をもとに，実験結果を解析すると，タンパク質内でのエネルギーの流れは拡散的であるということが明らかとなった．さらに定量的に議論するために，古典的な熱の拡散モデルと実験結果を比較した．その結果，タンパク質内のエネルギーの流れを古典的な熱拡散モデルによってうまく再現することができた．これはタンパク質内部が非常に密に原子が詰まった構造であることによると考えられる．この研究をまとめ，Journal of Physical Chemistry B誌に投稿した．方位依存性に関して，前年度までで精製法を確立していた３つの変異体に対して，エネルギー移動を観測した．３つの変異体へのエネルギーの流れを比較すると，熱源分子から温度計分子へのエネルギーの流れはほとんど差がなかった．測定した３つの変異体では，熱源分子と温度計分子が接しており，その距離が同じである．エネルギーに差が見られなかったことは，方位に依存せず距離に依存依存してエネルギーが伝わっていることを示唆している．このことはタンパク質の原子が密に詰まっている構造に起因すると考えられる．これらの研究に加え，タンパク質内部の過渡的な温度を定量化する研究も行い，論文にまとめ，Journal of Physical Chemistry誌に掲載された．

In 2021, the はタンパク エネルギーmoving におけるdistance dependence and azimuth dependence を Adjustmentべた. Distance Dependence に关しては, シミュレーションを行っているLaboratory との Joint Research を行い, 実験データをよりDetailed Discussion した．シミュレーションによって got られたタンパクmaterial structure をもとに,実験RESult をanalytic すると.さらにQuantitative discussion するために, classical な热の拡san モデルと実験RESULTS をComparison した． As a result, the classic な热拡sanモデルによってうまく reproduces the することができた. The internal structure of the material is very dense, the atoms are very dense, and the structure is very dense.この Research をまとめ, Journal of Physical Chemistry B 志にContributed した. Orientation dependence is closed, the refining method was established in the previous year, and the refining method was established in the previous year. ３つの変different body へのエネルギーの流れを compare すると, heat source molecule からThermometer Molecule Measurement of different substances is different, heat source molecules and thermometer molecules are connected, and distances are the same.エネルギーに difference が见られなかったことは, direction にdepends せずdistanceにdependencedependenceしてエネルギーが伝わっていることをshows instigationしている．このことはタンパク性のatomicがdensityに诘まっているstructuralにcauseすると考えられる. Research on これらのに加え, タンパク Internal transition of なtemperature を quantification する research も行い, paper にまとめ, Journal of Physical Chemistry 志に掲 published された.

项目成果

A study of distance dependence on vibrational energy transfer in proteins taking advantage of the periodic character of α helices

利用 α 螺旋的周期性特征研究蛋白质振动能量转移的距离依赖性

• 发表时间: 2021
• 作者: Satoshi Yamashita

study of distance dependence on vibrational energy flow in proteins taking advantage of the periodic character of α helices

利用 α 螺旋的周期性特征研究蛋白质振动能量流的距离依赖性

• 发表时间: 2019
• 作者: Satoshi Yamashita,Misao Mizuno;Kazuhiro Takemura;Akio Kitao;and Yasuhisa Mizutani;Satoshi Yamashita
• 通讯作者: Satoshi Yamashita

Vibrational Energy Transfer from Heme through Atomic Contacts in Proteins

通过蛋白质中的原子接触从血红素进行振动能量转移

• DOI: 10.1021/acs.jpcb.8b03518
• 发表时间: 2018
• 期刊: The Journal of Physical Chemistry B
• 作者: Yamashita Satoshi;Mizuno Misao;Tran Duy Phuoc;Dokainish Hisham;Kitao Akio;Mizutani Yasuhisa
• 通讯作者: Mizutani Yasuhisa

High Suitability of Tryptophan Residues as a Spectroscopic Thermometer for Local Temperature in Proteins under Nonequilibrium Conditions

色氨酸残基作为光谱温度计非常适合非平衡条件下蛋白质的局部温度

• DOI: 10.1063/5.0079797
• 发表时间: 2022
• 期刊: J. Chem. Phys.
• 作者: Satoshi Yamashita;Misao Mizuno;Yasuhisa Mizutani
• 通讯作者: Yasuhisa Mizutani

Dependence of Vibrational Energy Transfer on Distance in a Four-helix Bundle Protein: Equidistant Increments with the Periodicity of α Helices

四螺旋束蛋白中振动能量转移对距离的依赖性：随 α 螺旋周期性的等距增量

• DOI: 10.1021/acs.jpcb.2c00956
• 发表时间: 2022
• 期刊: The Journal of Physical Chemistry B
• 作者: Satoshi Yamashita,Misao Mizuno;Kazuhiro Takemura;Akio Kitao;and Yasuhisa Mizutani
• 通讯作者: and Yasuhisa Mizutani