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顕微ブリルアン散乱法によるタンパク質結晶の変性と多形の研究

显微布里渊散射法研究蛋白质晶体变性和多态性

基本信息

批准号：
19656005
负责人：
小島誠治
金额：
$ 2.11万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

代表的な蛋白質である卵白リゾチームを取り上げ、異なる結晶構造の単結晶の育成、並びにその結晶の温度、湿度などの外部環境による変性や脱水に関連した構造の変化に起因するダイナミクスを研究室独自の顕微ブリルアン散乱法を中心として調べ、併せてラマン分光法、時間領域テラヘルツ分光法、動的熱容量法などにより様々な新しい知見を得ることができた。最初に、リゾチーム水溶液と反応性が低く高密度のフロリナートとの界面を利用した二液界面法により、結晶性の高い正方晶系、斜方晶系、単斜晶系の3種類の卵白リゾチームの大型結晶成長に成功した。育成したこれらのリゾチーム単結晶を用いて、液体窒素温度から高温にかけての温度範囲において、これらのタンパク質結晶、並びにタンパク質水溶液中のフォールディング状態のタンパク質分子が中間状態をへてアンフォールディング状態へと転移し、さらに高温では会合が進んでゲル状態へと転移する過程を顕微ブリルアン散乱法により詳しく調べた。その結果、非弾性散乱スペクトル中のブリルアン成分より音響フォノンの位相速度、音波吸収係数を温度、蛋白質濃度の関数として正確に決めた。また水和水の影響を調べるために等温条件下における脱水過程も調べ、アブラミの式によりその過程の2次元から3次元への次元性の変化を見出した。これらの弾性定数、緩和時間、活性化エネルギーなどの物理量の多くは、水和状態のタンパク質の研究ではこれまでほとんど測られたことのない量であり、生命科学の進歩に寄与できると考えている。

Representative な protein である albumen リゾチームを take りげ, different なる crystal structure の単 crystallization の bred and びにそのの crystallization temperature, humidity などの external environment による - sex や dehydration に masato even しのた structure - the に cause するダイナミクスを laboratory alone の顕 micro ブリルアン scattered method を center としてべ, and せてラマン points The light method, the time domain テラヘテラヘ <s:1> な spectroscopic method, and the dynamic heat capacity method な <s:1> によによな々な々な new <s:1> insights をるるとがでたたた. Initial に, リゾチーム aqueous と anti 応 sex low がく high-density のフロリナートとをの interface using した second liquid interface method により, high crystalline のい tetragonal crystal system, orthorhombic system, 単 inclined crystal system の 3 kinds の albumen リゾチームの large crystal growth に successful した. Bred したこれらのリゾチーム単 crystallization を with いて smothering element temperature, liquid から high-temperature にかけての temperature fan 囲において, これらのタンパク mass crystallization, and びにタンパク mass in aqueous solution, のフォールディング state のタンパク qualitative molecular が intermediate state をへてアンフォールディング state へと planning move し, さらに high-temperature で Meet はが into んでゲル state へと planning move する process を顕 micro ブリルアン scattered method により detailed しく adjustable べた. その results, non 弾 scattered スペクトル in のブリルアン composition より sound フォノンの phase velocity, sonic 収 absorption coefficient を temperature and protein concentration の masato number としてに definitely correct めた. またの water and water を adjustable べるために isothermal conditions におけるもべ, dehydration process アブラミの type によりその process の 2 dimensional から 3 dimensional への * yuan の - turn out をした. これらの弾 sexual destiny, time, and active エネルギーなどの quantity more than のくは, water, and state のタンパク qualitative research のではこれまでほとんど measuring られたことのない quantity であり, life sciences の into step に send できると exam えている.