フォトンファクトリーにおける生物マシーナリー研究のためのより効率的な放射光利用法

• Project/Area Number: 11169241
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: The High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 鈴木 守 高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 助手 (40280507)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上久保 裕生 奈良先端科学技術大学院大学, 助手 (20311128) ; 松垣 直宏 高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 助手 (50342598) ; 五十嵐 教之 (五十嵐 紀之) 高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 助手 (80300672)
• Project Period (FY): 1999 – 2003
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥63,500,000 (Direct Cost: ¥63,500,000); Fiscal Year 2002: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000); Fiscal Year 2001: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000); Fiscal Year 2000: ¥20,300,000 (Direct Cost: ¥20,300,000); Fiscal Year 1999: ¥37,000,000 (Direct Cost: ¥37,000,000)
• Keywords: タンパク質結晶学 / シンクロトロン放射光 / タンパク質字結晶学 / 生物マシーナリー

Research Abstract

本研究班では効率的な放射光利用のために回折データ収集の自動化をおよび構造解析の迅速化を達成することを目的とした。
これまでに本研究領域予算により、ADSC社のQuantum4R CCD検出器システムを導入し、回折データ測定の自動化をほぼ達成した。また昨年度導入した高速演算処理装置(Linux計算機)及び、回折イメージ処理ソフトウエア・構造解析用ソフトウエアは、すでに多数のユーザーにより使用されている。本システムを用いてビームタイム中に構造解析を達成するユーザー数は確実に増えてきている。
本年度は回折データ収集のデータストレージ環境、ネットワーク環境の改善を行った。実際には、高速アクセス可能なレイドディスクを実験ステーションに導入し、回折および処理データの冗長保存、および、高速アクセスを可能とした。またステーションの通信をギガビット化して、データ収集保存/画像処理/データバックアップの安定性、高速性を確保した。
また、本研究班で導入した測定システムを用いた実験のデータにより、本研究班員が参加する「細胞内輸送に関係する蛋白質複合体」の構造解析に成功し、輸送の初期段階の分子認識に重要な蛋白質の分子認識機構を明らかにした。これは本研究班で導入したシステムの有効性を示すものである。

Research Products

• [Publications] T.Nogi et al.: "Structural basis for the accessory protein recruitment by the gamma-adaptin"Nat.Struct.Biol.. 9. 527-531 (2002)
• [Publications] T.Shiba et al.: "Molecular mechanism of membrane recruitment of GGA by ARF in lysosomal protein transport"Nat.Struct.Biol.. (in press). (2003)
• [Publications] Y.Yamada et al.: "The 2.0 A crystal structure of catalase-peroxidase from Haloarcula marismortui"Nat.Struct.Biol.. 9. 691-695 (2002)
• [Publications] I.Yoshizaki et al.: "Systematic analysis of the effect of supersaturation on protein crystal quality"J.Crystal Growth. 237-239. 295-299 (2002)
• [Publications] T.Shiba: "Structural basis for recognition of acidic-cluster dileucine sequence by GGA1"Nature. 415. 937-941 (2002)
• [Publications] N.Sakabe: "Automatic Weissenberg data collection system for time-resolved protein crystallography"Nucl. Instrum. Methods. A467-A468. 1367-1371 (2001)
• [Publications] Y.Yamada: "Crystallization and preliminary X-ray analysis of catalase-peroxidase from the halophilic archaeon Haloarcula marismortui"Acta Cryst.. D57. 1157-1158 (2001)
• [Publications] I.Yoshizaki: "Systematic analysis of supersaturation and lysozyme crystal quality"Acta Cryst.. D57. 1621-1629 (2001)
• [Publications] T.Oka: "Time-resolved x-ray diffraction reveals multiple conformations in the M-N transition of the bacteriorhodopsin photocycle."Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 97. 14278-14282 (2000)
• [Publications] R.Kato: "Observation of RecA protein monomer by small angle X-ray scattering with synchrotron radiation."FEBS Lett.. 482. 159-162 (2000)
• [Publications] M.Kataoka: "Structures of photointermediates and their implications for the proton pump mechanism."Biochim.Biophys.Acta. 1460. 166-176 (2000)
• [Publications] H.Seto: "Pressure and temperature effects on the phase transition from a dense droplet to a lamellar structure in a ternary microemulsion."J.Chem.Phys.. 112. 10608-10614 (2000)
• [Publications] T.Konno: "A partially unfolded structure of the alkaline -denatured state of pepsin and its implication for stability of the zymogen -derived protein."Biochemistry. 39. 4182-4190 (2000)
• [Publications] T.Sato: "Enhancement in the perfection of orthorhombic lysozyme crystals grown in a high magnetic field (10 T)."Acta Cryst.. D56. 1079-1083 (2000)
• [Publications] N.Igarashi: "Hydroxylamine oxidoreductase. in Handbook of Metalloproteins."John Wiley and Sons, Ltd.(in press). (2001)
• [Publications] N. Watanabe: "Rotated-inclined focusing monochromator with simultaneous tuning of asymmetry factor and radius of curvature over a wide wavelength"J. Synchrotron Radiation. 6. 64-68 (1999)
• [Publications] 五十嵐 教之: "新規の多ヘム酵素の立体構造解明"日本結晶学会誌. 41. 283-292 (1999)
• [Publications] S. Nomura: "Ordered structure formation of bacteriorhodopsin-hDHFR in a plasma membrane"Langmuir. 15. 214-220 (1999)
• [Publications] T. Oka: "Conformational change of helix G in the bacteriorhodopsin photocycle: Investigation with heavy atom labeling and X-ray diffraction"Biophys. J.. 76. 1018-1023 (1999)
• [Publications] M. Kataoka: "Dynamical and structural modification of staphylococcal nuclease on a terminal truncation"Physica B. 266. 20-26 (1999)
• [Publications] M. Kataoka: "Low energy dynamics of globular proteins studied by inelastic neutron scattering"J. Phys. Chem. Solid..
• [Publications] T. Konno: "A partially unfolded structure of the alkaline-denatured state of pepsin and its implications for stability of the zymogen-derived protein"Biochemistry. (in press). (2000)
• [Publications] H. Kamikubo: "Structures of photointermediates and their implication to the proton pump mechanism"Biochimica et Biophysica Acta. (in press).