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一方向のプロトン輸送をもたらすバクテリオロドプシン内の疎水結合と水素結合

一方向のプロトン輸送をもたらすバクテリオロドプシン内の疎水結合と水素結合
细菌视紫红质内的疏水键和氢键导致单向质子传输
批准号：
13031049
负责人：
神取 秀樹
金额：
$1.15万
依托单位：
Nagoya Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
项目状态：
已结题
起止时间：
2001 至 --
来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13031049/
关键词：
バクテリオロドプシンプロトンポンプレチナール異性化反応エントロピー減少疎水領域水素結合赤外分光法

项目摘要

项目成果

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生体高分子はその階層構造を活かし、巧みな時空間制御によって機能を作り出すことができる。本研究では、バクテリオロドプシンの赤外分光によって、プロトンポンプ過程における蛋白質の構造変化を解析することを計画した。特に、疎水結合を形成する細胞質側の領域がプロトンの輸送のためどのように水素結合の道筋をつくるのか、そしてそれがベクトル的な輸送とどのように関わるのかを同位体標識蛋白質および変異蛋白質を駆使した実験によって明らかにすることを目指した結果、本年度は以下の研究成果が得られた。スレオニン側鎖を^<18>Oで標識した試料の系統的な測定を行い、スイッチ部分を構成するThr89の水酸基はAsp85の側鎖と水素結合を形成すること、レチナールの異性化に伴って水素結合がさらに強くなることがわかった。さらに異性化後の後続する中間体においてもAsp85とThr89との強い水素結合は緩和せず、驚くべきことにプロトン移動によってAsp85の負電荷がなくなったM中間体(スイッチングによって方向性が変わった状態の中間体)においても相互作用は保たれていた。従って、Asp85-Thr89の領域が「スイッチ」を構成しないと結論した。古細菌の光センサーであるフォボロドプシンは、バクテリオロドプシンと異なって光を情報へと変換するが、伝達蛋白質が存在しないと低い効率でプロトンをポンプすることが知られている。そこで低温赤外分光を用いたフォボロドプシンとバクテリオロドプシンの比較研究を開始し、類似のレチナール発色団構造や特異な水分子の水素結合構造などを明らかにした。
期刊论文(15)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
H.Kandori et al.: "Internal Water Molecules of pharaonis Phoborhodopsin Studied by Low-Temperature Infrared Spectroscopy"Biochemistry. 40. 15693-15699 (2001)
H.Kandori 等人：“通过低温红外光谱研究法老紫红质的内部水分子”生物化学。
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
T.Hirano et al.: "Chloride Effect on Iodopsin Studied by Low-Temperature Visible and Infrared Spectroscopies"Biochemistry. 40. 1385-1392 (2001)
T.Hirano 等人：“通过低温可见光和红外光谱研究氯离子对碘紫红质的影响”生物化学。
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
T.Nagata et al.: "Isomer-Specific Interaction of the Retinal Chromophore with Threonine-118 in Rhodopsin"J.Phys.Chem.A. (In press). (2002)
T.Nagata 等人：“视网膜发色团与视紫红质中苏氨酸 118 的异构体特异性相互作用”J.Phys.Chem.A.
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
H.Kandri et al.: "Excited-State Dynamics of pharaonis Phoborhodopsin Probed by Femtosecond Fluorescence Spectroscopy"J. Phys. Chem. A. (in press). (2002)
H.Kandri 等人：“飞秒荧光光谱探测法老荧光紫红质的激发态动力学”J。
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
共 15 条
    ヘリオロドプシンの作動メカニズムの解明
    • 批准号：
      21H04768
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
    • 资助金额：
      $27.46万
    • 财政年份：
      2021
    • 负责人：
      神取 秀樹
    • 依托单位：
      Nagoya Institute of Technology
    Elucidation of the mechanism of rhodopsin functions for optogenetics
    • 批准号：
      21H04969
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Specially Promoted Research
    • 资助金额：
      $395.12万
    • 财政年份：
      2021
    • 负责人：
      神取 秀樹
    • 依托单位：
      Nagoya Institute of Technology
    ロドプシンの膜トポロジーを反転させる
    • 批准号：
      20K21251
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
    • 资助金额：
      $4.16万
    • 财政年份：
      2020
    • 负责人：
      神取 秀樹
    • 依托单位：
      Nagoya Institute of Technology
    ロドプシンの波長制御機構
    • 批准号：
      11F01080
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for JSPS Fellows
    • 资助金额：
      $0.51万
    • 财政年份：
      2011
    • 负责人：
      神取 秀樹
    • 依托单位：
      Nagoya Institute of Technology
    海外基金