Ｘ線・中性子・ＸＦＥＬと磁場配向を組み合わせた新規構造解析法の確立

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タンパク質微結晶を三次元磁場配向させた試料（Magnetically Oriented Microcrystal Array: MOMA）から高分解能での構造解析が可能であるかどうかは分かっていなかった．そこで，タンパク質などの結晶構造解析において一般的に用いられている放射光X線を 利用することで,タンパク質のMOMAからの高分解能での結晶構造解析を目指した．申請者らは10 マイクロメートル角以下のニワトリ卵白リゾチームの微結晶を紫外線硬化樹脂中で磁場によって三次元配向させた後に，紫外線照射により結晶周囲の樹脂を硬化させることで配向を固定した試料をSPring-8 BL38B1で解析した．その結果，約1.8 Aでの構造解析に成功し，タンパク質のMOMAからの高分解能での構造解析が可能であることが証明された．上記のMOMA法をリゾチーム以外のタンパク質結晶に応用していくい上で，紫外線硬化樹脂が疎水性であるため，結晶が水に濡れている場合，結晶同士が凝集してしまい結晶が均一分散した懸濁液を作製することができない、という問題が存在していた．そこで，ゼラチンやアガロースなどハイドロゲルを懸濁媒体として利用した．実際にゲルを懸濁媒体として，リゾチーム微結晶のMOMAを作製し，約1.9 Aでの構造解析に成功した．この水溶性ゲルを懸濁媒体として用いた場合の利点として，結晶を乾燥させる必要が無いことに加えて，中性子結晶構造解析への応用が簡単に行えることが挙げられる．つまり，懸濁媒体のゲルを調製するさいに軽水ではなく，重水を使って調製することで中性子回折の軽水素由来のバックグラウンドを低減できる．このバックグラウンドの低減により重水で調整したゲルMOMAの中性子測定で回折点が観測できた．ゲルを用いたMOMAにより数十ミクロン角の結晶から中性子結晶構造解析が可能になると期待できる．