尿素・アクチン等生体分子周りに発見されたハイパーモバイルな水層の誘電分光解析

对尿素和肌动蛋白等生物分子周围发现的超流动水层进行介电谱分析

• 批准号: 16041203
• 负责人: 鈴木 誠
• 金额: $ 6.66万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16041203/
• 关键词: ハイパーモバイル水; アクチン; 誘電分散; 尿素; ブラウニアン・ラチェット; 拡散制御; 生物物理; ナノバイオ; 分子モーター; 物性実験; プロテオーム; 水和測定

本研究では、生体分子周りの水分子の配向運動特性を誘電緩和測定によって定量的に解析し、生体分子間相互作用における水の役割の解明をめざす。とくに、アクチンフィラメントや尿素の周りに発見されたハイパーモバイル水層の誘電緩和特性の温度依存性および重水・軽水依存性をマイクロ波領域で定量的に明らかにすることを目的とした。まず、尿素水溶液の誘電スペクトル測定を軽水中で測定し、尿素分子の配向緩和周波数と自由水分子の配向緩和周波数、それにハイパーモバイル水の緩和周波数をそれぞれ分離して求めることができた。また、尿素の軽水および重水中の誘電スペクトル測定を行った結果、ハイパーモバイル水の誘電緩和周波数は軽水中と重水中で5℃から20℃の範囲でほぼ同一の温度依存性の曲線上に観測された。軽水を重水に置き換えることで、ハイパーモバイル水の誘電緩和周波数が低下したこと、および、温度を下げることと軽水を重水に置き換える操作がほぼ同様の結果をもたらしたことから、尿素と水分子間あるいは尿素周りの水分子間の水素結合ネットワークが密になるような構造変化が起こっている思われる。ハイパーモバイル水を形成するヨウ化カリウムの水溶液の測定は、7GHz付近に尿素のような分子配向の緩和吸収ピークがないため、ハイパーモバイル水の緩和周波数や誘電緩和強度の温度依存性をより定量的に測定できると考え、その実験を行った。その結果、ハイパーモバイル水の活性化エネルギーは自由水の活性化エネルギーの80%となる15.5kJ/molを得た。また、アクチンフィラメントの10℃から30℃における誘電スペクトル測定と各温度におけるCDスペクトル測定(200nm-300nm)を行った。CDスペクトル測定の結果はこの範囲ではアクチンの2次構造にはめだった変化はないことを確認した。現在アクチンフィラメントの水和状態解析を進めている。

In this study, we aim to determine the orientation of water molecules in living organisms and to elucidate the interaction between living molecules. The temperature dependence and heavy water dependence of the induced current mitigation characteristics of the aqueous layer are quantitatively determined in the field of light waves. The induced current of urea aqueous solution is measured in water. The alignment relaxation cycle of urea molecule is measured in water. The alignment relaxation cycle of free water molecule is measured in water. The results of measurement of induced current in urea and heavy water show that the induced current in urea and heavy water is reduced by the frequency of induced current in water. The temperature dependence of water in heavy water is measured on the curve of 5℃ to 20℃. The number of induced waves in water is low, the temperature is low, and the operation results in the same result. The structure of water molecules is different from that of water molecules. The measurement of aqueous solution of urea and its molecular alignment in the vicinity of 7GHz, the measurement of temperature dependence of the relaxation cycle number of urea and its induced relaxation intensity, and the quantitative measurement of urea and its molecular alignment in the vicinity of 7GHz. As a result, 80% of the activated oxygen of free water was obtained. The temperature range from 10℃ to 30℃ is 10℃. The temperature range from 200nm to 300nm is 10 ℃. The result of CD measurement is confirmed by the second order structure. Now the water and state analysis is in progress.

项目成果

Hyper-moblewater is induced around actin filaments

肌动蛋白丝周围产生超流动水

• 发表时间: 2003
• 期刊: Biophysical Journal 85
• 作者: S.R.Kabir;K.Yokoyama;K.Mihashi;T.Kodama;M.Suzuki
• 通讯作者: M.Suzuki

Actomyosin motor mechanism : Affinity gradient surface force model

肌动球蛋白运动机制：亲和梯度表面力模型

• 发表时间: 2003
• 期刊: Progress in Colloid and Polymer Science 125
• 作者: H.Komatsu;T.Shigeoka;T.Ohno;K.Kaseda;T.Kanno;Y.Matsumoto;M.Suzuki;T.Kodama;M.Suzuki
• 通讯作者: M.Suzuki

Evidence against essential roles for subdomain 1 of actin in actomyosin sliding movements.

肌动蛋白亚结构域 1 在肌动球蛋白滑动运动中重要作用的证据。

• 发表时间: 2005
• 期刊: Biochemical and Biophysical Research Communications 332(2)
• 作者: Siddique MS;Miyazaki T;Katayama E;Uyeda TQ;Suzuki M.
• 通讯作者: Suzuki M.

Myosin-induced volume increase of the hyper-mobile water surrounding actin filaments

肌球蛋白诱导肌动蛋白丝周围超流动水的体积增加

• 发表时间: 2004
• 期刊: Biochemical and Biophysical Research Communications 322
• 作者: M.Suzuki;S.R.Kabir;M.S.P.Siddique;U.S.Nazia;T.Miyazaki;T.Kodama
• 通讯作者: T.Kodama

PC鋼材を内部に含むシース管に充填したグラウトの空隙検出方法及び装置

预应力钢材套管内灌浆空隙的检测方法及装置

• 发表时间: 2004