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タンパク質-配位子相互作用の光反応過程直接観測

Research Project

Project/Area Number 11J10227
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Living organism molecular science
Research InstitutionHigh Energy Accelerator Research Organization

Principal Investigator

富田 文菜  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2011 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2013: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2012: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2011: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywordsヘモグロビン / X線結晶構造解析 / 配位子輸送 / 光解離 / 時間分解測定 / 一酸化炭素 / 動的構造 / 構造生物学 / 分子生物学
Research Abstract

平成25年度は、24年度に引き続き、一酸化炭素結合型ヘモグロビンの時間分解X線回折実験を行い、配位子の解離に伴う分子変形の過程を明らかにするため、室温付近でのポンプ-プロープ実験を行った。室温付近でのX線照射による試料のダメージを考慮すると、データセット当たりの回折イメージ数が抑えられる、白色X線での測定が適しているため、Laue法での測定を行った。
配位子の解離効率を上げるため、アロステリックエフェクターを付加したヘモグロビンを測定試料とし、その一酸化炭素結合型ヘモグロビン単結晶の作製は、自治医科大学の生物物理学部門の研究室の設備を使用して行った。時間分解ポンプ-プローブ実験については、高エネルギー加速器研究機構のPF-AR/NW14Aにて行った。また、試料結晶をマウントする際の雰囲気制御等を行い、室温付近での試料の固定方法を改善した。その結果、現時点でレーザー照射前後での差電子マップの生成までを行う事ができた。
他に、低温下のアロステリックエフェクター付きのヘモグロビンでは、時間とともに光解離した配位子がヘモグロビン分子内部の空洞にトラップされる様子が観測された。また、配位子の移動に伴うアミノ酸残基の原子位置のシフトについても観測することができた。また、同様の測定条件下において顕微分光実験を行い、光解離率を見積もることができた。現在この結果について、論文を執筆中である。
これまでに得られたHbA、HbC、BzfHbCOの配位子光解離実験の結果については、2014年3月に行われた物構研サイエンスフェスタ2013にてポスター発表を行った。今後、アロステリックエフェクターを付加したヘモグロビンのラウエ回折実験の結果についても、継続的に成果発表を行う予定である。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Report

(3 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2014 2013 2012

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Solvent-Dependent Molecular Structure of Ionic Species Directly Measur ed by Ultrafast X-Ray Solution Scattering2013

    • Author(s)
      Kyung Hwan Kim, Jae Hyuk Lee, Joonghan Kim, Shunsuke Nozawa, Tokushi Sato, Ayana Tomita, Kouhei Ichiyanagi, Hosung Ki, Jeongho Kim, Shin-ichi Adachi and Hyotcherl Ihee
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 110 Issue: 16

    • DOI

      10.1103/physrevlett.110.165505

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Time-resolved X-ray crystal structure analysis for elucidating the hidden 'over-neutralized' phase of TTF-CA2013

    • Author(s)
      Manabu Hoshino, Shunsuke Nozawa, Tokushi Sato, Ayana Tomita, Shinichi Adachi and Shin-ya Koshihara
    • Journal Title

      Royal Society of Chemistry Advances

      Volume: 3 Issue: 37 Pages: 16313

    • DOI

      10.1039/c3ra42489h

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ligand migration in myoglobin : A combined study of computer simulation and x-ray crystallography2012

    • Author(s)
      Takayuki Tsuduki, Ayana Tomita, Shin-ya Koshihara, Shin-ichi Adachi, Takahisa Yamato
    • Journal Title

      The Journal of Chemical Physics

      Volume: 136 Issue: 16 Pages: 165101-165101

    • DOI

      10.1063/1.4704586

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Coordination and electronic structure of ruthenium(II)-tris-2,2′- bipyridine in the triplet metal-to-ligand charge-transfer excited state observed by picosecond time-resolved Ru K-edge XAFS2012

    • Author(s)
      Tokushi Sato, Shunsuke Nozawa, Ayana Tomita, Manabu Hoshino, Shin-ya Koshihara, Hiroshi Fujii, Shin-ichi Adachi
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 116 Issue: 27 Pages: 14232

    • DOI

      10.1021/jp3038285

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Slow Ligand Migration Dynamics in Tetrameric Hemoglobin at Cryogenic Temperature2014

    • Author(s)
      富田文菜、佐藤篤志、野澤俊介、星野学、野口大貴、朴三用、柴山修哉、腰原伸也、足立伸一
    • Organizer
      第31回PFシンポジウム
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Time-resolved X-ray liquidography for applying XFEL2013

    • Author(s)
      Tokushi Sato, Shunsuke Nozawa, Ayana Tomita, Manabu Hoshino, Shin-ya Koshihara and Shin-ichi Adachi
    • Organizer
      X-ray Free Electron Laser School and Symposium
    • Place of Presentation
      Dinard, France
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ミオグロビンとヘモグロビンの配位子光解離に伴う分子変形過程2012

    • Author(s)
      富田文菜
    • Organizer
      第63回結晶化学研究会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(招待講演)
    • Year and Date
      2012-12-22
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Slow Ligand Migration Dynamics in Human Hemoglobin at Cryogenic Temperature2012

    • Author(s)
      富田文菜
    • Organizer
      第29回PFシンポジウム
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(茨城県)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-12-12   Modified: 2024-03-26  

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