Bioprotective mechanism of trehalose on its interaction with water molecules
Bioprotective mechanism of trehalose on its interaction with water molecules
批准号:
22H02465
负责人:
白神 慧一郎
金额:
$11.73万
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:
2022
资助国家:
日本
项目状态:
未结题
起止时间:
2022-04-01 至 2025-03-31
中文摘要
本年度は0.5~50 GHzをカバーするベクトルネットワークアナライザー、ならびペルチェ素子ユニットを組み込むことで温度調整が可能なサンプルチャンバーを導入したことで、-20~90℃にわたってマイクロ波帯の誘電分光を行うことができるようになった。これによって、これまでに構築していたミリ波分光システム、テラヘルツ波分光システム、赤外分光システムと組み合わせることで、幅広い温度域において周波数範囲6桁(0.5 GHz~230 THz)に及ぶ“超”広帯域分光スペクトルをギャップレスに測定することが可能になった。そしてこの超広帯域測定系を用いて、トレハロースとタンパク質(アルブミン)を含む水溶液中の分光測定・解析を実施し、トレハロースがどのようにタンパク質の機能を保護しているのかを明らかにする研究を行なった。タンパク質は周囲を水和水に取り囲まれることで特有の高次構造を維持しているものの、温度などの周辺環境が大きく変化するとタンパク質-水和水の相互作用も変化することでタンパク質の変性を引き起こしてしまう。本研究では、トレハロースはタンパク質を取り巻く水和水の揺らぎを抑えることで、結果的にタンパク質の構造自体を安定化させているという描像が明らかになった。これは、トレハロースはタンパク質に対して直接的に生体保護機能を発揮しているのではなく、トレハロースは“水を介して”タンパク質を保護していることを示している。また、グリセロールもトレハロースと同様に生体保護機能を示す低分子であることが知られているものの、上述した水和水の揺らぎを抑える効果はトレハロースがグリセロールに勝っていることもわかった。
英文摘要
本年度は0.5~50 GHzをカバーするベクトルネットワークアナライザー、ならびペルチェ素子ユニットを組み込むことで温度調整が可能なサンプルチャンバーを導入したことで、-20~90℃にわたってマイクロ波帯の誘電分光を行うことができるようになった。これによって、これまでに構築していたミリ波分光システム、テラヘルツ波分光システム、赤外分光システムと組み合わせることで、幅広い温度域において周波数範囲6桁(0.5 GHz~230 THz)に及ぶ“超”広帯域分光スペクトルをギャップレスに測定することが可能になった。そしてこの超広帯域測定系を用いて、トレハロースとタンパク質(アルブミン)を含む水溶液中の分光測定・解析を実施し、トレハロースがどのようにタンパク質の機能を保護しているのかを明らかにする研究を行なった。タンパク質は周囲を水和水に取り囲まれることで特有の高次構造を維持しているものの、温度などの周辺環境が大きく変化するとタンパク質-水和水の相互作用も変化することでタンパク質の変性を引き起こしてしまう。本研究では、トレハロースはタンパク質を取り巻く水和水の揺らぎを抑えることで、結果的にタンパク質の構造自体を安定化させているという描像が明らかになった。これは、トレハロースはタンパク質に対して直接的に生体保護機能を発揮しているのではなく、トレハロースは“水を介して”タンパク質を保護していることを示している。また、グリセロールもトレハロースと同様に生体保護機能を示す低分子であることが知られているものの、上述した水和水の揺らぎを抑える効果はトレハロースがグリセロールに勝っていることもわかった。
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DOI:
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发表时间:
期刊:
影响因子:
--
作者:
[]
通讯作者:
Hydrogen-Bond Configurations of Hydration Water around Glycerol Investigated by HOH Bending and OH Stretching Analysis
通过 HOH 弯曲和 OH 拉伸分析研究甘油周围水合水的氢键构型
DOI:
10.1021/acs.jpcb.2c05445
发表时间:
2022
期刊:
The Journal of Physical Chemistry B
影响因子:
--
作者:
[Morita Miho, Matsumura Fumiki, Shikata Toshiyuki, Ogawa Yuichi, Kondo Naoshi, Shiraga Keiichiro]
通讯作者:
Shiraga Keiichiro
トレハロースの水和作用が加熱に伴う球状タンパク質の二次構造安定化に及ぼす影響の評価
海藻糖水合对加热引起的球状蛋白二级结构稳定性影响的评价
DOI:
--
发表时间:
2023
期刊:
影响因子:
--
作者:
[Morita Miho, Matsumura Fumiki, Shikata Toshiyuki, Ogawa Yuichi, Kondo Naoshi, Shiraga Keiichiro, 大谷健人・藤原洋一・長野峻介・一恩英二・中川悠希, 朝倉 皐,鈴木 哲仁,小川 雄一,近藤 直,白神 慧一郎]
通讯作者:
朝倉 皐,鈴木 哲仁,小川 雄一,近藤 直,白神 慧一郎
HOH変角振動スペクトルに着目した水素結合環境の解明
以HOH弯曲振动谱为重点的氢键环境阐明
DOI:
--
发表时间:
2022
期刊:
影响因子:
--
作者:
[高瀬恵次, 川勝健志編, 白神 慧一郎,森田 美穂]
通讯作者:
白神 慧一郎,森田 美穂
水分子との相互作用から解き明かすトレハロースの生体保護機構
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批准号:23K23730
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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资助金额:$0.67万
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财政年份:2024
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负责人:白神 慧一郎
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依托单位:
テラヘルツ分光を用いた細胞評価
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批准号:14J00295
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项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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资助金额:$2.05万
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财政年份:2014
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负责人:白神 慧一郎
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依托单位:
国内基金
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肝素二糖库的构建及其调控淀粉样蛋白纤维的功能研究
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批准号:
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2023
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负责人:徐鹏
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依托单位:
巴戟肉中二糖酐类化合物的物质基础及其抗骨质疏松的作用机制研究
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批准号:82304712
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:30.00万元
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批准年份:2023
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负责人:周利
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依托单位:
松二糖在蜜蜂酿造蜂蜜过程中的酶促形成机制研究
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批准号:--
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:30万元
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批准年份:2022
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负责人:延莎
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依托单位:
木糖和纤维二糖共利用木葡糖醋杆菌的构建与调控研究
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批准号:22108205
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项目类别:青年科学基金项目(C类)
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资助金额:30.0万元
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批准年份:2021
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负责人:李文超
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依托单位:
纤维二糖差向异构酶热稳定性与反应选择性的优化调控研究
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批准号:32001636
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2020
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负责人:陈秋铭
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依托单位:
二糖侧链FG的确切结构特征及其对FXase抑制活性的影响研究
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批准号:31900926
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:25.0万元
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批准年份:2019
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负责人:尹荣华
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依托单位:
双功能纤维二糖磷酸化酶TaCBP宽泛的底物特异性的结构基础研究
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批准号:31800050
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:26.0万元
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批准年份:2018
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负责人:毛国涛
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依托单位:
Caldicellulosiruptor saccharolyticus纤维二糖差向异构酶CsCE催化乳糖异构化的机制研究及高乳糖异构化活性酶的构建
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批准号:31771912
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2017
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负责人:杨瑞金
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依托单位:
粗糙脉孢菌纤维二糖诱导纤维素酶表达信号传导通路中新元件CLP1分子功能解析
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批准号:31471186
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项目类别:面上项目
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资助金额:90.0万元
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批准年份:2014
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负责人:田朝光
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依托单位:
硫酸软骨素二糖诱导的miRNAs在多发性硬化动物模型中的功能研究
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批准号:81341037
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项目类别:专项基金项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2013
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负责人:周菊华
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依托单位: