異種物質基板上におけるタンパク質結晶の配向制御

异质基质上蛋白质晶体的取向控制

• 批准号: 14655013
• 负责人: 中田 俊隆
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Ritsumeikan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14655013/
• 关键词: リゾチーム; ベヘン酸; 結晶化; 配向; 原子間力顕微鏡(AFM); 全反射型赤外分光法; 吸着; AFM; FT-IR

本年度は主として有機基板上へのタンパク結晶の成長とその配向評価を行った。また前年度から継続してタンパク質分子吸着過程の観察を行った。まず、基板となる結晶として真空蒸着法により作製し、その構造を原子間力顕微鏡(AFM)で評価したベヘン酸薄膜上にリゾチームの結晶化を行ったところ、単層膜が存在するときのみ{110}面を薄膜に平行に向けた結晶が観察され、それ以外の条件ではこの配向をする結晶は生成しなかった。一方、他の方向を向いた結晶の数は膜の厚さ・構造によらず一定であった。さらに、詳細な検討をおこなったところ、{110}面に配向する結晶の個数は単に基板の構造のみならず溶液のpH、バッファ濃度などにも大きく影響を受けることが明らかとなった。この配向のメカニズムを解明する上で重要なタンパク質の初期吸着過程をより詳細に解析するために全反射型赤外分光法(ATR/FT-IR)を用いてタンパク質吸着測定を行い、主要なノイズ成分である大気中の水蒸気並びにタンパク溶液中の水の吸収を取り除く方策について検討し、分子レベルでの吸着量の定量測牢とX線解析に匹敵する精度で二次構造の比率を決定する方法を確立した。また、非結晶状態の有機基板としてポリウレタンを基板として検討した結果、タンパク質結晶の核形成・配向については系統的な結果は得られなかったが、この基板上ではタンパク結晶が安定に固定できるため、X線解析・AFM観察などに極めて有効であることが明らかとなった。以上の結果の一部は、既に日本物理学会、日本結晶成長学会、国際会議(ISDSB2003)等で発表され、J.of Crystal GrowthならびにJJAPに投稿中である。さらに、来年度の結晶成長ならびにタンパク質結晶化の国際会議(ICCG、ICCBM)においても発表が予定されている。

今年，我们主要在有机底物上进行蛋白质晶体的生长，并评估其方向。此外，从上一年开始，我们继续观察蛋白质分子的吸附过程。首先，通过真空沉积制备了成为底物的晶体，并将溶菌酶在贝尼酸薄膜上结晶，其结构是通过原子力显微镜（AFM）评估的。当只有在存在单层膜时才能观察到具有平行于薄膜的{110}平面的晶体，并且在其他条件下没有产生这种方向的晶体。另一方面，无论膜的厚度或结构如何，在其他方向上面对的晶体数量是恒定的。此外，详细的检查表明，{110}平面上定向的晶体数量不仅受底物结构的影响，而且还受溶液的结构的影响，而且还受溶液的pH，缓冲浓度等的pH值，以进一步详细分析蛋白质的初始吸附过程，这对于阐明了该蛋白质的范围，蛋白质范围的机制很重要，蛋白质的范围是蛋白质的机制，蛋白质范围的机制很重要（ATR/FT-IR）和方法被检查以去除蛋白质溶液中的大气水蒸气和水的吸收，这些蛋白质溶液是主要的噪声成分，并建立了一种方法，以确定与二级结构的比率，其准确性可与分子水平和X射线分析的吸附量进行定量测量。此外，将聚氨酯用作非晶状体状态下的有机底物作为底物，尽管没有在蛋白质晶体的成核和方向上获得系统的结果，但揭示了蛋白质晶体可以稳定地固定在该底物上，从而使其对X射线分析和AFM观察非常有效。以上一些结果已经在日本物理学会，水晶增长学会和国际会议（ISDSB2003）中提出，并已发布给水晶生长和JJAP的J.。此外，计划在明年举行的晶体生长与蛋白质结晶国际会议上（ICCG，ICCBM）举行。

项目成果

本同宏成, 中田俊隆: "エッチングによるタンパク質結晶の欠陥密度測定"立命館大学理工学研究所紀要. 62(掲載決定). (2003)

Hiroshige Hondo，Toshitaka Nakata：“通过蚀刻测量蛋白质晶体的缺陷密度”立命馆大学科学技术研究所公告62（出版）。

中田俊隆, 久保貴資, 秋田雅弘: "有機薄膜上におけるタンパク質の吸着・結晶化過程"立命館大学理工学研究所紀要. 61. (2002)

Toshitaka Nakata、Takasuke Kubo、Masahiro Akita：“有机薄膜上的蛋白质吸附和结晶过程”立命馆大学科学技术研究所通报61。（2002）。