マイクロ秒領域での蛋白質の動的構造変化の解明

阐明微秒区域蛋白质的动态结构变化

• 批准号: 11780480
• 负责人: 上久保 裕生
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: The High Energy Accelerator Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11780480/
• 关键词: X線散乱・回折; 光受容蛋白質; 時分割測定

蛋白質の機能発現過程では、複数の分子内化学反応が規則正しく進行している。従って、機能発現機構を明らかにするためには、この一連の分子内反応の制御機構を明らかにすることが本質である。申請者らは、この制御に蛋白質の高次構造変化が中心的な役割を担っていると考えこれまで研究してきた。本申請では、特に、放射光を用いたX線散乱・回折データと可視吸収スペクトルを実時間で同時に測定することにより、蛋白質の局所的状態変化(分子内化学反応)と高次構造変化の時間相関を高い時間分解能で明らかにし、先の知見を得るべく研究してきた。昨年度はX-ray Image intensifier CCD検出器を用い光受容蛋白質であるバクテリオロドプシン及びPhotoactive yellow proteinの反応過程で生じるX線回折・散乱データの時間変化を測定した。この実験を通じ、蛋白質の高次構造が生じるミリ秒領域の時分割測定は十分に可能であることがわかった。また、本奨励研究費を用いCCDステップスキャン可視吸収測定装置を購入し、X線散乱・回折及び可視吸収分光の時分割同時測定用セルを製作・開発した。本年度は前年度の結果を踏まえ、Photoactive yellow proteinに対し昨年度開発した時分割同時測定システムを適応し実験を行った。X線用CCD検出器と可視分光測定用のCCD検出器の同期には、本奨励研究費で購入したパルスジェネレータを用いた。この結果、・生理条件下で活性中間体に生じる高次構造変化の観測・活性中間体崩壊過程で生じる、構造学的崩壊速度と分光学的崩壊速度の同時測定に成功した。現在詳細な解析を行っているところであるが、2つの速度の間に違いがあることが示唆された。この違いは、我々が注目している局所構造の変化と高次構造変化の因果関係を示していると考えられる。

The functional development of proteins is regulated by multiple intramolecular chemical reactions. The mechanism for the development of molecular reactions in the molecular chain is essential. The applicant is responsible for the research on the higher-order structural transformation of protein. The present invention relates to a method for determining the state of protein structure by using X-ray scattering, reflection, visible absorption and time, and a method for determining the state of protein structure by using X-ray scattering, reflection, visible absorption and time. The X-ray Image intensifier CCD detector was used to measure the time variation of photoactive yellow protein and photoactive yellow protein. The high-order structure of protein is generated in the second domain, and the time-division determination is very possible. The CCD system is used to purchase X-ray scattering, reflection and simultaneous measurement of visible absorption spectra. This year's results are different from those of the previous year's. Photoactive yellow protein is divided into three parts according to the development of the previous year. CCD detector for X-ray and CCD detector for visible spectrometer are used in the research of synchronization and excitation. The results show that the formation of active intermediates under physiological conditions, the measurement of high-order structural transformation, the simultaneous determination of formation of active intermediates, the structural disintegration rate and the optical disintegration rate are successful. Now the detailed analysis of the line The structure of the structure of the structure

项目成果

S. Nomura et al.: "Ordered Structure formation of bacteriorhodopsin - hDHFR in a plasma membrane"Langmuir. 15. 214-220 (1999)

S. Nomura 等人：“质膜中细菌视紫红质 - hDHFR 的有序结构形成”Langmuir。

M. Kataoka et al.: "Dynamical and structural modification of staphylococcal nuclease on e- terminal truncation"Physica B. 266. 20-26 (1999)

M. Kataoka 等：“e-末端截断上葡萄球菌核酸酶的动态和结构修饰”Physica B. 266. 20-26 (1999)

Seto H. et al: "Pressure and temperature effects on the phase transition from a dense droplet to a lamellar structure in a ternary microemulsion."J.Chew.Phys.. 112. 10608-10614 (2000)

Seto H. 等人：“压力和温度对三元微乳液中从致密液滴到层状结构的相变的影响。”J.Chew.Phys.. 112. 10608-10614 (2000)

Kataoka M. and Kamikubo H.: "Structures of ohotointermediates and their implications for the proton pump mechanism."Biochim.Biophys.Acta.. 1460. 166-176 (2000)

Kataoka M. 和 Kamikubo H.：“ohoto 中间体的结构及其对质子泵机制的影响。”Biochim.Biophys.Acta.. 1460. 166-176 (2000)

Konno T. et al.: "A partially unfolded structure of the alkaline-denatured state of pepsin and its implication for stability of the zymogen-derived protein."Biochemistry. 39. 4182-4190 (2000)

Konno T. 等人：“胃蛋白酶碱变性状态的部分未折叠结构及其对酶原衍生蛋白稳定性的影响。”生物化学。