広い時間領域にわたる蛋白質ダイナミクスの測定

测量较宽时间范围内的蛋白质动态

• 批准号: 09878144
• 负责人: 片岡 幹雄
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09878144/
• 关键词: 蛋白質動力学; 中性子非弾性散乱; 基準振動解析; 光カー効果; 複雑化の緩和現象; 動力学の調和性と非調和性; チタン・サファイアレザー

理論計算により、蛋白質の機能発現における低エネルギーの協同的な振動モード及び非調和的な運動モードの重要性が指摘されてきている。こうした蛋白質の動力学的性質を実験的に調べることは困難であった。本研究では、中性子非弾性・準弾性散乱及び新しい光散乱測定技術による蛋白質の低エネルギー動力学の実験的研究の展開をめざした。黄色ブドウ球菌の核酸分解酵素を用いて、室温及び25Kの非弾性中性子散乱スペクトルを広いエネルギー範囲で観測した。蛋白質の非弾性散乱スペクトルとしては、これまで報告されている中で、最高精度のデータを得ることができた。得られたスペクトルを、基準振動解析の結果と比較した。定性的には両者の一致は良く、観測されたピークを帰属することが可能であった。しかし、ピーク位置のシフトが見られるなど一致は完全ではなく、特に強度の不一致が著しかった。この結果は、理論計算に用いられているポテンシャル関数に改善の余地のあることを指摘するものである。光を用いたダイナミクスの測定は試料に非接触でかつ測定される時間領域が広いことでさまざまな不規則系の測定に用いられてきたが、蛋白質については、低振動数領域でのダイナミクスの測定はきわめて困難でほとんどされていなかった。今回、チタン:サファイアレーザーの再生増幅器から得られる100fsの時間幅をもつ高繰り返しの光パスルを用いた光カー効果の測定により、初めてそのダイナミクスを観測することができた。用いた試料はコラーゲンを加水分解して得られるゼラチンの水溶液と単純蛋白質のアルブミンの水溶液で、蛋白質のネットワークに基づくと思われるps領域での遅い緩和過程が測定された。今後実験条件と測定できる時間領域を広げることで階層的な揺らぎに関して多くの情報が得られると期待される。

Theoretical calculation に よ り, protein function of の 発 now に お け る low エ ネ ル ギ ー の synergy な vibration モ ー ド and び non-harmonic な movement モ ー ド の importance が blame さ れ て き て い る. The properties of <s:1> protein kinetics を the に tuning of the experiment べる と と と と であった is difficult であった. In this study で は, temper, non 弾 quasi 弾, scattered and び new し い light scattered determination technology に よ る low protein の エ ネ ル ギ ー dynamics の be 験 research の launched を め ざ し た. Yellow ブ ド ウ aureus の nucleic acid decomposition enzyme を い て, 25 k at room temperature and び の temper in non 弾 scattered ス ペ ク ト ル を hiroo い エ ネ ル ギ ー van 囲 で 観 measuring し た. Protein の non 弾 scattered ス ペ ク ト ル と し て は, こ れ ま で report さ れ て い る で, the highest precision in の デ ー タ を have る こ と が で き た. The results of られたスペ ト ト ト を を and the reference vibration analysis と are compared with ト た. Qualitatively, に に are consistent in に and are good in く and 観. It is possible that されたピ に and を帰 belong to する, する and とが. The <s:1> で, ピ, ピ, シフトが, シフトが, シフトが, られるな, <s:1> consistent, <s:1> complete, で, った, なく, and に, <s:1>, inconsistent, が. The シフトが is った. こ の results は, theoretical calculation に い ら れ て い る ポ テ ン シ ャ ル masato number に room to improve の の あ る こ と を blame す る も の で あ る. Light を with い た ダ イ ナ ミ ク ス の determination は sample に non-contact で か つ determination さ れ る time domain が hiroo い こ と で さ ま ざ ま な に measure irregular is の い ら れ て き た が, protein に つ い て は, low number of vibration field で の ダ イ ナ ミ ク ス の determination は き わ め て difficult で ほ と ん ど さ れ て い な か っ た. Today back, チ タ ン : サ フ ァ イ ア レ ー ザ ー の regeneration raised image editor か ら have ら れ る picture time 100 fs の を も つ high Qiao り return し の light パ ス ル を with い た light カ ー sharper determination of fruit の に よ り, early め て そ の ダ イ ナ ミ ク ス を 観 measuring す る こ と が で き た. With い た sample は コ ラ ー ゲ ン を hydrolytic decomposition し て have ら れ る ゼ ラ チ ン の aqueous と 単 pure protein の ア ル ブ ミ ン の aqueous で, protein の ネ ッ ト ワ ー ク に base づ く と think わ れ る ps field で の 遅 が い detente process determination さ れ た. In the future be と 験 conditions determine で き る time domain を hiroo げ る こ と で class な 揺 ら ぎ に masato し て more く の intelligence が ら れ る と expect さ れ る.

项目成果

木下修一: "フェムト秒光カー効果と高分子解能光散乱法による低振動数モードの測定" 生産と技術. 49. 39-41 (1997)

Shuichi Kinoshita：“通过聚合物分辨光散射法测量飞秒克尔效应和低频模式”《生产与技术》49. 39-41 (1997)。

木下修一: "超短光パルスによる低振動数モードの測定" 日本結晶学会誌. 39. 179-187 (1997)

Shuichi Kinoshita：“使用超短光脉冲测量低频模式”日本晶体学会杂志 39. 179-187 (1997)。

J.C.Smith: "Motions in Native and Denatured Proteins" Physica B. (印刷中). (1998)

J.C.Smith：“天然和变性蛋白质的运动”Physica B.（出版中）。

中村春木: "蛋白質のかたちと物性" 共立出版, 234 (1997)

Haruki Nakamura：“蛋白质形状和物理性质”Kyoritsu Shuppan，234（1997）

L.S.Brown: "Global shift of protein structure triggered by local electrostatic change in bacteriorhodopsin" Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.94. 5040-5044 (1997)

L.S.Brown：“细菌视紫红质局部静电变化引发蛋白质结构的整体转变”Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.94。