放射光を利用した真空紫外円二色性分散計の開発と生体分子構造解析への応用

同步辐射真空紫外圆二色性色散计的研制及其在生物分子结构分析中的应用

• 批准号: 03J08237
• 负责人: 松尾 光一
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J08237/
• 关键词: 放射光; 真空紫外円二色性; 糖類; タンパク質; 二次構造解析

広島大学放射光科学研究センターのBL-15を放射光源とした真空紫外円二色性(VUVCD)分散計を利用し,各種糖類とタンパク質(天然状態)のVUVCDスペクトルを160nmまで、変性状態のタンパク質を172nmまで測定した。6つのグルコースのα,1-4グリコシド結合から成るマルトヘキソースとα-シクロデキストリンの測定から、CDはオリゴ糖の線形と環状構造の違いを敏感に反映することがわかった。また、構成するグルコースの数が異なるα,β,γ-シクロデキストリンの比較により、糖鎖の長さに対するCDの依存性が確認された。各種コンドロイチンの測定から、硫酸基やカルボキシル基の位置や配位がVUVCDスペクトルに大きく影響することがわかった。31種類のタンパク質のVUVCDスペクトル測定から、真空紫外領域において各二次構造(α-helix、β-sheet、turn、unordered structure)に特徴的なピークが観測された。測定した31種類の基底タンパク質のVUVCDデータと二次構造データを、特異値分解法を用いたSELCON3プログラムに組み込むことにより二次構造解析を行った。その結果、測定波長領域の拡張や基底タンパク質の増加と最適な選択により予測精度が格段に向上した。これにより高精度な二次構造解析法が確立できた。Metmyoglobin(pH3.9)、thioredoxin(pH1.8)、staphylococcal nuclease(pH3.8)の酸・熱・低温変性状態のVUVCDスペクトルを用いた二次構造解析から、metmyoglobinで各変性状態の構造の違いが予測された。また、数十%のβ-sheetが各タンパク質の変性状態で形成または維持されていることが示唆された。以上の結果は、VUVCD分光法が、生体分子の構造解析に対して有効であることを示している。

使用BL-15作为广岛大学的真空紫外线圆二色性（VUVCD）色散计，测量了多达160 nm的各种糖和蛋白质（自然状态）的VUVCD光谱，并测量了最高为160 nm，并测量了蛋白质的蛋白质，最高为172 nm。通过α，1-4个六葡萄糖的1-4糖苷键组成的Maltohexose和α-环糊精的测量表明，CD敏感地反映了寡糖的线性和环状结构的差异。此外，与不同成分葡萄糖数的α，β，γ-环糊精的比较证实了CD对糖链长度的依赖性。各种软骨素的测量结果表明，硫酸盐和羧基的位置和协调对VUVCD光谱具有重大影响。 31蛋白的VUVCD光谱显示了真空紫外线区域中每个二级结构（α-螺旋，β-片，转弯，无序结构）的峰值特征。通过将31个测得的基础蛋白的VUVCD数据和二级结构数据合并到SELCON3程序中，从而进行二级结构分析。结果，通过扩展测得的波长范围，增加基础蛋白和最佳选择，可以显着提高预测精度。这使建立了高度准确的二级结构分析方法。使用酸，热和低温下蛋白蛋白（pH 3.9），硫氧还蛋白（pH 1.8）和葡萄球菌核酸酶（pH 3.8）的二级结构分析（pH 3.9），硫氧还蛋白（pH 1.8）（pH 3.8），预测了Metmyoglobin在Metmyoglobin中每个倾向状态的结构的差异。还提出，在每种蛋白质的变性状态下形成或维持了几十个β-片。以上结果表明，VUVCD光谱法对生物分子的结构分析有效。

项目成果

Structure Analyses of Biomolecules using Synchrotron Radiation Circular Dichroism Spectrophotometer

使用同步辐射圆二色分光光度计进行生物分子结构分析

• 发表时间: 2005
• 期刊: J.Electron Spectros.Relat.Phenomena 144-147
• 作者: Bernard Juskowiak;Shigeori Takenaka;Michio Iwaoka;岩岡 道夫;Michio Iwaoka;Michio Iwaoka;岩岡 道夫;宮野 悟;Koichi Matsuo;Eiji Ohmae;Takayuki Fukuyama;Koichi Matsuo;Kunihiko Gekko
• 通讯作者: Kunihiko Gekko

松尾 光一: "Secondary-Structure Analysis of Proteins by Vacuum-Ultraviolet Circular Dichroism Spectroscopy"The Journal of Biochemistry. 135. 405-411 (2004)

Koichi Matsuo：“真空紫外圆二色光谱法对蛋白质的二级结构分析”生物化学杂志 135. 405-411 (2004)

放射光真空紫外円二色性分散計による生体分子の構造解析

利用同步辐射真空紫外圆二色性色散计进行生物分子结构分析

• 发表时间: 2004
• 期刊: 日本放射光学会誌 17
• 作者: 月向邦彦

Vacuum-Ultraviolet Circular Dichroism Spectrophotometer using Synchrotron Radiation

使用同步辐射的真空紫外圆二色分光光度计

• 发表时间: 2005
• 期刊: J.Electron Spectros.Relat.Phenomena 144-147
• 作者: Bernard Juskowiak;Shigeori Takenaka;Michio Iwaoka;岩岡 道夫;Michio Iwaoka;Michio Iwaoka;岩岡 道夫;宮野 悟;Koichi Matsuo;Eiji Ohmae;Takayuki Fukuyama;Koichi Matsuo
• 通讯作者: Koichi Matsuo

松尾 光一: "Vacuum-Ultraviolet Circular Dichroism Study of Saccharides by Synchrotron Radiation Spectrophotometry"Carbohydrate Research. 339. 591-597 (2004)

Koichi Matsuo：“通过同步辐射分光光度法进行糖类的真空紫外圆二色性研究”碳水化合物研究 339. 591-597 (2004)。