時間分解赤外分光法によるロドプシンの情報伝達過程でのタンパク質間相互作用の解明

使用时间分辨红外光谱阐明视紫红质信号转导过程中蛋白质-蛋白质相互作用

• 批准号: 05J02511
• 负责人: 古谷 祐詞
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Nagoya Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J02511/
• 关键词: 生物物理; 生体分子; 赤外分光法; 水素結合; タンパク質間相互作用; タンパク質; ロドプシン; 水分子

本研究は、視物質ロドプシンやファラオニスフォボロドプシン(ppR)などの様々なロドプシンと情報伝達タンパク質(視物質ロドプシンにおいてはトランスデューシン、ppRにおいてはpHtrII)との相互作用を室温において実時間で捉え、その構造ダイナミクスを原子レベルで明らかにすることを目的としている。そのため、本年度は時間分解赤外分光測定系を構築するために、構造変化情報が豊富なバクテリオロドプシンを用いた実験を行った。その結果、マイクロ秒からミリ秒の時間分解能での計測が可能であることを確認し、さらにはこれまでまったく情報がなかったタンパク質内部に結合した水分子のO-H伸縮振動の時間分解計測に成功した。この結果は、現在原著論文を作成中である。また、ppRとpHtrIIとのタンパク質間相互作用については、定常光照射により活性化中間体を蓄積させるという手法を用いることにより、低温である250Kだけでなく、より生理的な温度である293Kにおける赤外分光計測を行うことに成功した。その結果、膜内領域に存在するppRのTyr199とpHtrIIのAsn74の水素結合は温度に関係なく中間体形成に伴って強くなる一方で、ppRの膜貫通ヘリックスの動きは室温に近いほどpHtrIIとの相互作用により阻害されていることを明らかにした。前者の結果はBiochemistry誌44巻2909-2915頁に発表し、後者の結果についてもBiochemistry誌に掲載が決定している。研究代表者は名古屋工業大学工学研究科助手に就任するため、残念ながら視物質ロドプシンやppRの時間分解赤外分光計測には至らずに本研究を終了することとなるが、将来、新たに研究提案を行い本年度得られた結果を糧に研究目的を達成したいと考えている。

は, this study regards material ロ ド プ シ ン や フ ァ ラ オ ニ ス フ ォ ボ ロ ド プ シ ン (ppR) な ど の others 々 な ロ ド プ シ ン と intelligence 伝 da タ ン パ ク mass (depending on the material ロ ド プ シ ン に お い て は ト ラ ン ス デ ュ ー シ ン, ppR に お い て は pHtrII) と の interaction を room-temperature に お い て be time で catch え, そ の tectonic ダ イ ナ ミ ク ス を atomic レ ベ ル で Ming ら か に す る こ と を purpose と し て い る. そ の た め, this year's は time decomposition red spectroscopic measurement department を build す る た め に, structure - intelligence が aboundant な バ ク テ リ オ ロ ド プ シ ン を with い た be 験 を line っ た. そ の results, マ イ ク ロ seconds か ら ミ の リ seconds can decompose で の measuring が may で あ る こ と を confirm し, さ ら に は こ れ ま で ま っ た く intelligence が な か っ た タ ン パ ク mass internal に combining し た water molecules の O - H stretching vibration の time decomposition measuring に successful し た. The result of である is currently in the process of being completed in the original paper を. ま た, ppR と pHtrII と の タ ン パ ク qualitative interaction between に つ い て は, run irradiation に よ り activeness intermediates を accumulation さ せ る と い う gimmick を with い る こ と に よ り, low temperature で あ る 250 k だ け で な く, よ り physiological な temperature で あ る 293 k に お け る outside spectrometer measuring を barefoot う こ と に successful し た. そ の results, membrane domains exist に す る ppR の Tyr199 と pHtrII の Asn74 の water element combination は temperature に masato is な く intermediates formed に with っ て strong く な る で, ppR の transmembrane ヘ リ ッ ク ス の dynamic き は room-temperature に nearly い ほ ど pHtrII と の interaction に よ り resistance against さ れ て い る こ と を Ming ら か に し Youdaoplaceholder0. The <s:1> result of the former is published on pages 2909-2915 of volume 44 of the journal of Biochemistry, に, and the <s:1> result of the latter is published in the journal of Biochemistry に, which reveals that が determines て る る る. Research representatives は industrial engineering at the university of Nagoya researchment department assistant に became す る た め, residual な が ら visual material ロ ド プ シ ン や ppR の time breakdown red outside spectrometer measuring に は to ら ず に す the end of this study を る こ と と な る が, in the future, new た に research proposal を line い this year have ら れ た を grain に research purpose を result to be achieved し た い と exam え て い る.

项目成果

FTIR studies of the photoactivation processes in squid retinochrome

• DOI: 10.1021/bi050219w
• 发表时间: 2005-06-07
• 期刊: BIOCHEMISTRY
• 影响因子: 2.9
• 作者: Furutani, Y;Terakita, A;Kandori, H
• 通讯作者: Kandori, H

Strongly hydrogen-bonded water molecules in the Schiff base region of rhodopsins

• DOI: 10.1039/b416698a
• 发表时间: 2005-08
• 期刊: Photochemical & Photobiological Sciences
• 影响因子: 3.1
• 作者: Y. Furutani;Mikihiro Shibata;H. Kandori

Strongly hydrogen-bonded water molecule present near the retinal chromophore of Leptosphaeria rhodopsin, the bacteriorhodopsin-like proton pump from a eukaryote.

• DOI: 10.1021/bi0513498
• 发表时间: 2005-10
• 期刊: Biochemistry
• 影响因子: 2.9
• 作者: Masayo Sumii;Y. Furutani;S. Waschuk;L. Brown;H. Kandori

Steric Constraint in the Primary Photoproduct of an Archaeal Rhodopsin from Regiospecific Perturbation of C-C Stretching Vibration of the Retinyl Chromophore

视黄基发色团 C-C 拉伸振动的区域特异性扰动对古菌视紫红质初级光产物的空间约束

• 发表时间: 2005
• 期刊: J.Am.Chem.Soc. 127
• 作者: Y.Sudo;Y.Furutani;A.Wada;M.Ito;N.Kamo;H.Kandori
• 通讯作者: H.Kandori

FTIR Spectroscopy of the all-trans form of Anabaena sensory rhodopsin at 77 K:: Hydrogen bond of a water between the Schiff base and Asp75

• DOI: 10.1021/bi050841o
• 发表时间: 2005-09-20
• 期刊: BIOCHEMISTRY
• 影响因子: 2.9
• 作者: Furutani, Y;Kawanabe, A;Kandori, H
• 通讯作者: Kandori, H