脂質高次構造内部に拘束されたタンパク質分子ダイナミクスとタンパク質溶液物性

脂质构象和蛋白质溶液特性限制的蛋白质分子动力学

• 批准号: 17740279
• 负责人: 田中 晋平
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17740279/
• 关键词: タンパク質; 脂質; 結晶化・相挙動; 高次構造; ナノ空間; 顕微鏡光散乱・蛍光相関; 結晶化; 構造相転移; 相分離; 動的光散乱法; 蛍光相関分光法

脂質の形成する高次構造の一つに、キュービック相と呼ばれる、脂質膜がナノメートルサイズの入り組んだ空間を形成する構造がある。本研究では、このナノメートルサイズの空間に、同じようにナノメートルサイズのタンパク質を拘束した際に、タンパク質溶液の示す溶液挙動、および脂質構造が示す構造転移を詳細に調べ、これらに対する現象論的、および分子論的なメカニズムを、主に光学的手法を用いて明らかにすることを目指した。本研究での今年度の成果をまとめると以下のようになる。1.脂質構造がタンパク質溶液から受ける影響をX線小角散乱法を用いて調べ、タンパク質分子の並進、回転のエントロピーを最大化するように脂質構造が構造相転移を起こすことを見いだした。2.脂質高次構造中のタンパク質分子のダイナミクスを直接観察するために、顕微鏡による実像観察と同時に、動的光散乱法、蛍光相関分光法を行える新しい測定システムを開発した。本研究で開発した、顕微鏡観察下で動的測定(光散乱、蛍光相関)を行えるシステムは、試料中に不均一性がある場合,実際測定しているのがどのような領域なのか、実像を用いて確認できる大きな利点がある。本研究によって、今後解決していかなくてはならない問題点も明らかになった。まず、蛍光相関分光法は本質的に一分子(粒子)計測であり、現在の測定システムではタンパク質分子1分子の計測には感度が足りない。この問題の解決のためには、レーザー強度の増加、蛍光色素の選択等が考えられる。同様の問題が光散乱法にも当てはまる。本研究で開発したシステムの適用範囲は現在のところ合成コロイド粒子系(〜100nm)であるが、今後はこれをタンパク質系(〜10nm)に適用できるように改良していく必要がある。

The formation of high-order structures such as lipid membrane, lipid In this study, the spatial, homogeneous and qualitative constraints, solution dynamics, lipid structure shifts, phenomenological, molecular, and optical techniques were used. The results of this study are as follows: 1. The lipid structure is affected by the X-ray small angle scattering method. The lipid structure is affected by the structural phase shift. The X-ray small angle scattering method is used to adjust the lipid structure. 2. A new method for the direct detection of lipid molecules in high-order structures, such as microscopical detection, simultaneous detection, optical scattering and optical correlation spectroscopy, has been developed. In this study, we developed a method for measuring the motion (light scattering, light correlation) under microscopic observation. In the case of heterogeneity in the sample, we determined the real time measurement of the motion (light scattering, light correlation). This study is aimed at solving the problem in the future. The measurement of molecular mass by optical correlation spectroscopy is sufficient for the measurement of molecular mass. The solution of this problem is to increase the intensity of light and pigment selection. The same problem as the light scattering method. This study has developed the application range of the system. It is necessary to improve the application range of the system in the future, and to synthesize the particle system (~ 100 nm).

项目成果

タンパク質を閉じこめた脂質キュービツク相

捕获蛋白质的脂质立方相

• 发表时间: 2006
• 期刊: 液晶 10
• 作者: Ishiwata;S.;Shimamoto;Y.;Suzuki;M.;Sasaki;D.;Mari Sato;Jun Kano;Mari Sato;Shinya Tsukada;Jun Kano;Shinya Tsukada;Jun Kano;Mari Sato;Jun Kano;Shinpei Tanaka;田中晋平
• 通讯作者: 田中晋平