１分子・多分子計測の相互理解から展開する新しいナノバイオサイエンス

从单分子和多分子测量的相互理解中发展起来的新纳米生物科学

• 批准号: 14J07839
• 负责人: 松下 祐福
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J07839/
• 关键词: 過飽和溶液; 溶液中局所ダイナミクス; 分子間クラスター; 溶液中の局所構造; 結晶核形成; 相転移現象; 分子クラウディング; タンパク質フォールディング; X線1分子追跡法; MHC

本研究では、DXT （X線１分枝追跡方）と DFM（暗視野顕微鏡） を用いて、無機および、タンパク質過飽和溶液のナノスケール溶液ダイナミクス観察を行った。本実験結果より、過飽和溶液中には非常に小さい局所力場（fN - aN スケール）が存在することが明らかとなった。この動的特性は、過飽和溶液中に含まれるネットワーク明滅を繰り返す動的過程を直接的に反映した場の特性であると考えられ、この場は、過飽和溶液からの結晶化現象の理解やその制御研究に貢献すると考えられる。さらに、我々は、SAXS による酢酸ナトリウム過飽和溶液中に含まれる構造体のナノスケールサイズの推定や、CD 測定を用いた、リゾチーム過飽和溶液中のリゾチーム分子内構造を計測することで、およそ数十 nm 程度で存在すると考えられているリゾチームクラスター内部の分子内構造を反映する重要な構造変化を取得することに成功した。また、DLS（動的光散乱法）を用いて、過飽和条件下におけるリゾチーム分子の凝集体形成観察実験を行った。本結果より、自発的な核形成を伴う過飽和条件下（４℃）において、2-3量体のクラスターサイズに相当する散乱強度変化を確認した。このことは過飽和条件下におけるリゾチーム分子間の核形成過程がリゾチーム分子間クラスターを経由することで、進行することを明らかにした。本結果は、現在まで平均情報として埋もれてしまっていた溶液中の密度揺らぎや、ネットワークの動的特性が、局所的な溶液状態に顕在化していることを示すものである。このことは、現在まで未解明な部分の多い、結晶化や核形成プロセス研究において、溶質分子群の動態と、その局所振る舞いの理解を促し、今後その現象解明に大きく貢献していくものと期待される。

This study uses DXT (X-ray branch tracing method) and DFM (dark field microscopy)をUse いて, inorganic および, and タンパク mass supersaturated solution のナノスケール solution ダイナミクス観看を行った. The result of this experiment is that a very small local force field (fN - aN) exists in a supersaturated solution. Characteristics of the motion of the liquid, and the process of the motion of the liquid contained in the supersaturated solution directly reflecting the characteristics of the motion of the liquid. He contributed to the research on the understanding of the crystallization phenomenon of supersaturated solutions and the control of supersaturated solutions.さらに、我々は、SAXS による酢 acid ナトリウムSupersaturated solution contains にれる structure のナノスケールサイズのESTIMATIONや, CD Measuring the intramolecular structure of いた, リゾチーム in a supersaturated solution, measuring the することで, およそ tens of nm The degree of existence and the internal intramolecular structure reflect the important structural change and the success of the system.また, DLS (Dynamic Light Scattering Method), いて, におけるリゾチームmolecule aggregates are formed under supersaturated conditions. This result was confirmed by the change in the scattering strength of the 2-3-dimensional body under supersaturated conditions (４℃) due to the formation of nucleation due to oxidation.このことはにおけるリゾチームIntermolecular nucleation process under supersaturated conditions Intermolecular クラスターを経 is carried out by することで, することを明らかにした. This result is the current average information of the density in the solution. The characteristics of ットワークの kinetics and the local solution state are shown in the していることを Show.このことは, までUnknown part of な多い, crystallization やnucleation プロセス research において, movement of solute molecule group The situation is exciting, the situation is stimulated, the dance is understood, and the phenomenon is explained in the future, and the big contribution is expected.

项目成果

Dynamics of Nanoscopic Supersaturated Solution by Diffracted X-ray Tracking

通过衍射 X 射线跟踪研究纳米级过饱和溶液的动力学

• 发表时间: 2015
• 作者: Yufuku Matsushita;Hiroshi Sekiguchi;Noboru Ohta;Kosuke Yamazoe;Keigo Ikezaki;Yuji Goto ,Yuji C. Sasaki
• 通讯作者: Yuji Goto ,Yuji C. Sasaki

Observation of High Accuracy Rotational Dynamics and Dissolution Characteristics of Gold Nanocrystals on Sodium Acetate Supersaturated Solution

金纳米晶体在乙酸钠过饱和溶液中的高精度旋转动力学和溶解特性观察

• DOI: 10.1380/jsssj.36.539
• 发表时间: 2015
• 期刊: Hyomen Kagaku
• 作者: 松下裕福;関口博史;一柳光平;池崎圭吾;後藤佑児;佐々木裕次
• 通讯作者: 佐々木裕次

X線1分子追跡法によるタンパク質過飽和溶液中 における局所ダイナミクス構造計測

X射线单分子追踪法测量蛋白质过饱和溶液的局部动力学结构

• 发表时间: 2016
• 作者: 松下祐福;関口博史;太田昇;池崎圭吾;後藤佑児;佐々木裕次
• 通讯作者: 佐々木裕次

マイクロ秒過飽和状態のダイナミクス観察

微秒过饱和状态动力学观察

• 发表时间: 2017
• 期刊: 日本結晶成長学会誌
• 作者: 松下祐福 ;関口博史 ;太田昇 ;一柳光平 ;池崎圭吾 ;後藤祐児 ;佐々木裕次
• 通讯作者: 佐々木裕次

無機、タンパク質過飽和溶液中のナノサイズ分子ネットワークのマイクロ秒Ｘ線時分割観察

过饱和无机和蛋白质溶液中纳米级分子网络的微秒 X 射线时间分辨观察

• 发表时间: 2015
• 作者: Yufuku Matsushita;Hiroshi Sekiguchi;Noboru Ohta;Kosuke Yamazoe;Keigo Ikezaki;Yuji Goto ,Yuji C. Sasaki;松下祐福・関口博史・太田昇・池崎圭吾・後藤佑児・佐々木裕次
• 通讯作者: 松下祐福・関口博史・太田昇・池崎圭吾・後藤佑児・佐々木裕次