蛋白質のコヒーレント振動モードの由来と反応との相関の解明

阐明蛋白质相干振动模式的起源及其与反应的相关性

基本信息

  • 批准号:
    13740331
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.34万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
  • 财政年份:
    2001
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2001 至 2002
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

ブルー銅タンパク質の一種であるpseudoazurinとヘムタンパク質の代表的なものであるCytochrome cについて、超高速分光法を用いてそのダイナミクスを調べた。これらのタンパク質はいずれも電子伝達系に含まれるもので前者は植物などの光合成系で、後者は動物の呼吸鎖で働く電子伝達タンパク質である。電子伝達を行うタンパク質一般に見られることであるが、酸化還元反応による再配向エネルギーの変化をできるだけ小さくするためだと考えられるが、酸化体、還元体の変化によらず活性中心の構造は非常によく保持されている。このため構造の違いによる電子状態の静的な変化は少なく、反応時のタンパク質環境のダイナミクスが効率化、選択性を制御していると思われる。pseudoazurinについては研究室自作のCr:Forsteriteレーザを、またCytochrome cについても研究室自作のTi:sapphireレーザを用いて研究を行った。それぞれ波長が630nm,400nmとそれぞれのタンパク質を励起するのに最適なものを制作できた。またこれらはほぼ20フェムト秒台のパルス幅をもち、分子内振動も含めてタンパク質のダイナミクスを観測するのに十分な時間分解能をもつ。pseudoazurinの場合はすでに報告したようにplastocyaninで見られたのと同様の30cm^<-1>近辺のタンパク質の骨格振動由来と考えられる低波数のコヒーレントな振動が観測され、これはタンパク質が反応によってコヒーレントに振動することをより明確に示したものといえる。また、Cytochrome cに関しては酸化型と還元型でダイナミクスにおける均一不均一性が大きく異なることがわかった。これらは酸化還元の機能発現に大きく関与していると考えられる。また共鳴ラマン分光法では観測されなかった低振動モードが観測されたことからこれは反応誘起のコヒーレントダイナミクスが起こっていることが示された。
ブ ル ー copper タ ン パ ク qualitative の a で あ る pseudoazurin と ヘ ム タ ン パ ク qualitative の representative な も の で あ る Cytochrome c に つ い て, super-fast spectrometry を with い て そ の ダ イ ナ ミ ク ス を adjustable べ た. こ れ ら の タ ン パ ク qualitative は い ず れ も electronics 伝 da に containing ま れ る も の で former は plant な ど の light GeChengXi で, the latter の は animals breathe lock で 働 く electronic 伝 da タ ン パ ク qualitative で あ る. Electronic 伝 line of を う タ ン パ ク mass general に see ら れ る こ と で あ る が, acidification and yuan against 応 に よ る match again to エ ネ ル ギ ー の variations change を で き る だ け small さ く す る た め だ と exam え ら れ る が, acidification, and yuan の variations change に よ ら の ず activity center of は very に よ く keep さ れ て い る. こ の た め tectonic の violations い に よ る の static electronic state な - the less は な く, anti 応 の タ ン パ ク qualitative environment の ダ イ ナ ミ ク ス が working rate is changed, sentaku を suppression し て い る と think わ れ る. Pseudoazurin に つ い て は laboratory since の Cr: Forsterite レ ー ザ を, ま た Cytochrome c に つ い て も laboratory since の Ti: sapphire レ ー ザ を with い を line っ て research た. そ れ ぞ が れ wavelength of 630 nm, 400 nm と そ れ ぞ れ の タ ン パ ク qualitative を wound up す る の に optimum な も の を making で き た. ま た こ れ ら は ほ ぼ 20 フ ェ ム ト second stage の パ ル ス picture を も ち, intramolecular vibration も め て タ ン パ ク qualitative の ダ イ ナ ミ ク ス を 観 measuring す る の に very な time can decompose を も つ. Pseudoazurin の occasions は す で に report し た よ う に plastocyanin で see ら れ た の と with others の 30 cm ^ < 1 > almost 辺 の タ ン パ ク qualitative の bone vibration origin と exam え ら れ る low wave number の コ ヒ ー レ ン ト な vibration が 観 measuring さ れ, こ れ は タ ン パ ク qualitative が anti 応 に よ っ て コ ヒ ー レ ン ト に vibration Move する た とをよ とをよ に clearly に indicates た た と と える える. ま た, Cytochrome c に masato し て は acidification model と yuan also で ダ イ ナ ミ ク ス に お け る が flat heterogeneity sex き く different な る こ と が わ か っ た. The occurrence of <s:1> れら えられる acidification reduction <s:1> function is に greatly related to く く and <s:1> て ると ると ると えられる. ま た resonance ラ マ ン spectrometry で は 観 measuring さ れ な か っ た low vibration モ ー ド が 観 measuring さ れ た こ と か ら こ れ は anti 応 induced の コ ヒ ー レ ン ト ダ イ ナ ミ ク ス が up こ っ て い る こ と が shown さ れ た.

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Kei Toyota, Satoru Nakashima et al.: "Near-infrared laser-induced breakdown of Iiquid benzene"Chemical Physics Letters. 323. 323-328 (2000)
Kei Toyota、Satoru Nakashima 等人:“近红外激光诱导液体苯的分解”化学物理快报。
  • DOI:
  • 发表时间:
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    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
S.Nakashima et al.: "Coherent dynamics in ultrafast charge-transfer reaction of plastocyanin"Chemical Physics Letters. 331. 396-402 (2000)
S.Nakashima 等人:“质体蓝素超快电荷转移反应的相干动力学”化学物理快报。
  • DOI:
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Kei Toyota, Satoru Nakashima et al.: "Analysis of products from breakdown of liquid benzene, toluene and cyclohexane caused by Nd3+:YAG pulsed laser irradiation"Journal of Photochemistry and Photobiology. 144. 9-16 (2001)
Kei Toyota、Satoru Nakashima 等人:“Nd3:YAG 脉冲激光照射引起的液体苯、甲苯和环己烷分解产物的分析”光化学和光生物学杂志。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
S.Yoshioka, S.Nakashima et al.: "Temperature Dependence of Low-Frequency Responses of Liquid 1-alkens Studied by Femtosecond Optical Kerr Effect Spectroscopy"Journal of Molecular Liquid. 96-97. 275-285 (2002)
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  • DOI:
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    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Kei Toyota, Satoru Nakashima et al.: "Analysis of products from breakdown of liquid benzene, toluene and cyclohexane caused by Nd3+ : YAG pulsed laser irradiation"Journal of Photochemistry and Photobiology. 144. 9-16 (2001)
Kei Toyota、Satoru Nakashima 等人:“Nd3 : YAG 脉冲激光照射引起的液体苯、甲苯和环己烷分解产物的分析”光化学和光生物学杂志。
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  • 通讯作者:
    宮武智哉,小林将文,城田起郎,柘植雅士,星名賢之助
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