単一アミノ酸分光

单一氨基酸光谱

• 批准号: 21655005
• 负责人: 藤芳 暁
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21655005/
• 关键词: アミノ酸; 単一分子分光; 紫外分光; 分光; 顕微鏡; 紫外; タンパク質

本研究課題の当初の目的は、アミノ酸残基を蛍光プロープとすることで単一タンパク質分光を全てのタンパク質に適応できる分光法とすることにある。この技術はプローブとしての高い応用性に加えて、光センサータンパク質の生理機能を解明につながる学術的にも重要なタンパク質の構造情報を引き出すことができると考えていた。2年間の研究成果として、世界的に見てユニークな可視波長域(波長400-600nm)の単一分子蛍光分光装置の開発に成功した。この装置のポイントは2つある。1つは、光学顕微鏡の空間操作機構の改良を行うことで、精度良く一分子を観測できるようにした。2つ目は、昨年度実施した対物レンズの球面収差を補正により、背景光を半分に抑えることに成功した。これらの技術革新の結果、ミドリムシの光回避応答に関係するフラビンタンパク質の一分子分光に成功した。この結果から、当初の目標であった単一アミノ酸の動きを分光学的に追跡することに成功した。これは、温度数ケルビンにおけるフラビンタンパク質の1分子分光の世界で初めての成功例である。上にあげた改善を尽くしても、芳香族アミノ酸自身を直接的に観測するための紫外域の実験(波長200-300nm)は不可能であった。これを実現するためには、対物レンズの性能を上げ、空間分解能を向上させることが必須であると認識している。しかし、これまでは波長800nmが短波長の限界であった温度数ケルビンの単一分子分光を可視波長域に広げたことは学術的に大きな進歩であると考えている。

该研究主题的最初目的是通过使用氨基酸残基作为荧光探针使单蛋白光谱法适用于所有蛋白质。除了作为探针的高应用外，该技术还被认为能够提取蛋白质的结构信息，这在学术上也很重要，从而阐明了光传感器蛋白的生理功能。作为为期两年的研究发现，我们成功地开发了一个具有独特的全球世界视图（波长：400-600nm）的单分子荧光光谱仪。该设备有两个点。首先，通过改善光学显微镜的空间工作机制，可以高精度观察到一个分子。其次，我们通过纠正去年实施的目标镜头的球形畸变，设法将背景光减少了一半。由于这些技术创新，我们成功地开发了黄蛋白蛋白的单个分子光谱，该光谱与黄蜂甲虫的光避免反应有关。通过这个结果，我们能够成功遵循单个氨基酸的运动，这是原始靶标。这是在几个开尔文温度下，黄素蛋白的单分子光谱世界中的第一个成功例子。即使上面提到的改进，也无法进行紫外线实验（波长200-300 nm）直接观察芳族氨基酸本身。为了实现这一目标，人们认识到，提高客观镜头的性能并改善空间分辨率至关重要。但是，我们认为，在几个开尔文的温度下扩大单分子光谱，这是以前曾经是800 nm的短波长的极限，即可见的波长范围，这是一个重大的学术进步。

项目成果

Single-component reflecting objective for rltraviolet imaging and spectroscopy at cryogenic temperature

用于低温下紫外成像和光谱学的单组件反射物镜

• 发表时间: 2009
• 期刊: Journal of Optical Society of Ameriaca B 26
• 作者: 生田朋也;板倉隆二;穂坂綱一;横山淳;山内薫;神成文彦;藤原・藤芳・松下
• 通讯作者: 藤原・藤芳・松下

低温下における単一タンパク質分光のための反射対物レンズの開発

低温单蛋白质光谱反射物镜的开发

• 发表时间: 2009
• 作者: 島内明理・櫻井敦教・平野充遙・藤芳暁・松下道雄;島内・櫻井・平野・藤芳・松下;中村一平・吉弘達矢・藤芳暁・松下道雄(東工大物理);中村一平・吉弘達矢・藤芳暁・松下道雄;藤芳暁・平野充遙・松下道雄・伊関峰生・渡辺正勝(東工大物理・総研大);藤原正規・藤芳暁・松下道雄(東工大物理)
• 通讯作者: 藤原正規・藤芳暁・松下道雄(東工大物理)

光活性化アデニル酸シクラーゼの単一タンパク質分光

光激活腺苷酸环化酶的单蛋白光谱

• 发表时间: 2009
• 作者: 島内明理・櫻井敦教・平野充遙・藤芳暁・松下道雄;島内・櫻井・平野・藤芳・松下;中村一平・吉弘達矢・藤芳暁・松下道雄(東工大物理);中村一平・吉弘達矢・藤芳暁・松下道雄;藤芳暁・平野充遙・松下道雄・伊関峰生・渡辺正勝(東工大物理・総研大)
• 通讯作者: 藤芳暁・平野充遙・松下道雄・伊関峰生・渡辺正勝(東工大物理・総研大)

Single-componet reflecting objective for single-protein spectroscopy at a few kelvins

用于几开尔文单蛋白质光谱的单组分反射物镜

• 发表时间: 2010
• 作者: T.Nagata;K.Fukushi;Y.Takahashi;T.Hara;Satoru Fujiyoshi
• 通讯作者: Satoru Fujiyoshi

Vibrational Microscpectroscopy of Single Proteins

单一蛋白质的振动显微光谱

• 发表时间: 2010
• 期刊: Journal of Physical Chemistry Letters
• 影响因子: 5.7
• 作者: 藤芳暁;その他
• 通讯作者: その他