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極低温および原子分解能におけるタンパク質のX線結晶構造解析

Research Project

Project/Area Number 11780465
Research Category

Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Biophysics
Research InstitutionNagaoka University of Technology

Principal Investigator

野中 孝昌  長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (30242457)

Project Period (FY) 1999 – 2000
Project Status Completed (Fiscal Year 2000)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2000: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 1999: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Keywords極低温 / 原子分解能 / X線結晶構造解析 / 異方性温度因子 / TLS / 水素結合 / 蛋白質結晶 / 完全行列最小二乗法 / タンパク質 / 放射光 / 水素原子
Research Abstract

蛋白質の大量精製技術の向上、網羅的結晶化法の普及、試料吹きつけ低温装置の市販化、および放射光X線の高輝度かなどのおかけで、蛋白質結晶の原子分解能(1.2Å超の分解能)のX線回折強度データを得ることもできるようになったので、次のようなことが可能となった。(1)非水素原子の異方性温度因子と水素原子を加味して結晶構造の精密化を行えば、最終的なR_<-factor>が10%を切ることもあり得る。等方的に精密化した場合と比べて、高分解能でのR_<-factor>が小さいので原子位置の誤差が非常に小さくなる。(2)差フーリエ図上に溶媒分子や乱れた構造のみならず、水素原子をも容易に見出すことができるようになる。蛋白質と直接水素結合で結びつけられていない多くの水分子を見出すことも可能となる。側鎖のみならず、場合によっては主鎖までも静and/or動的に乱れている構造を至る所に見出すことができる。乱れたアミノ酸残基の割合が優に10%を越えることもしばしばある。また、精密化の最終段階の差フーリエ図では±0.4eÅ^<-3>を越える残余のピークがほとんどなくなる。(3)温度因子があまり大きくない場合には、炭素、窒素、酸素原子を明瞭に区別することができる。すなわち、電子一個分の違いを判別することが可能となる。2種類の蛋白質から100Kの温度でX線回折強度データを収集し、原子分解能のX線結晶構造解析を行った。それぞれ完全行列最小二乗法による結晶構造の精密化に成功し、さらに、TLS解析を行い原子の運動を内部運動と外部運動とに分離した。

Report

(2 results)
  • 2000 Annual Research Report
  • 1999 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All Other

All Publications (6 results)

  • [Publications] Shiraishi,H.: "Molecular cloning and characterization of SRAM, a novel insect Rel/Ankyrin-family protein present in nuclei."J.Biolchem.(Tokyo). 127. 1127-1134 (2000)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report
  • [Publications] Tanaka,N.: "SDR : structure, mechanism of action, and substrate recognition."Current Organic Chemistry. 4. 945-957 (2000)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report
  • [Publications] Fujimoto K.,Ichinose H.,Nagatsu T.,Nonaka T.,Mitsui Y. and Katoh S.: "Functionally important residues tyrosine-171 and serine-158 in sepiapterin reductase"Biochim. Biophys. Acta. 1431(2). 306-314 (1999)

    • Related Report
      1999 Annual Research Report
  • [Publications] Taguchi S.,Ozaki A.,Nonaka T.,Mitsui Y.and Momose H.: "A cold-adapted protease engineered by experimental evolution system"J. Biochem. (Tokyo). 126(4). 689-693 (1999)

    • Related Report
      1999 Annual Research Report
  • [Publications] Matsumoto T.,Nonaka T.,Hashimoto M.,Watanabe T. and Mitsui Y.: "Crystallization and a preliminary crystallographic analysis of the catalytic domain of chitinase A1 from Bacillus circulans WL-12"Protein and Peptide Letters. 6. 399-402 (1999)

    • Related Report
      1999 Annual Research Report
  • [Publications] Matsumoto T.,Nonaka T.,Hashimoto M.,Watanabe T. and Mitsui Y.: "Three-dimensional structure of the catalytic domain of chitinase A1 from Bacillus circulans WL-12 at a very high resolution"Proc. Japan Acad.. 75B. 269-274 (1999)

    • Related Report
      1999 Annual Research Report

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Published: 1999-04-01   Modified: 2016-04-21  

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