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回転拡散を利用したタンパク質反応ダイナミクス測定法の開発とその応用

Research Project

Project/Area Number 15J02073
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Physical chemistry
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

吉武 智之  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords蛍光異方性解消法 / タンパク質変性 / 回転拡散 / タンパク質構造 / タンパク質 / 回転拡散係数 / 異方性解消法 / 反応ダイナミクス
Outline of Annual Research Achievements

(1)1残基のシステインを導入した6つのLysozyme変異体(K19C, S39C, S46C, N55C, V131C)に対して蛍光色素Setau-425-maleimide(以下Setau)を用いて選択的にラベリングを行ったサンプルに対し、CD測定スペクトル測定及び蛍光異方性解消法による測定を行うことでタンパク質の変性曲線に沿った局所部位の回転緩和速度の挙動を調べた。その結果、CD測定により得られた各変異体の変性曲線にはほとんど違いが見られなかった。一方、局所部位の回転緩和速度の挙動は変異体によって異なることがわかった。この結果はラベリングした局所構造の壊れやすさ、及び壊れた後の構造の動きやすさが局所構造ごとに異なることを反映していると考えられ、各局所構造を平均化した情報からは得られない挙動を捉えている考えられる。しかし、結果に対応する具体的な分子論的な描像は得られておらず、今後ラベリング箇所を増やして測定を行いタンパク質構造のより広範な領域の情報を得る必要がある。
(2)蛍光異方性解消法をタンパク質反応ダイナミクス観測に適応するためにはデータ取得に要する時間をできるだけ短くする必要があるため、ストリークカメラを導入し、単一光子計数法による測定からアナログ測定に切り替えることで、データ取得時間を最短4ミリ秒まで短縮した。ストップトフローシステムは所属研究室で開発中のものを用いた。測定デッドタイム計測の結果からミリ秒程度の時間スケールでは、回転緩和速度は溶液混合後の流れの影響をほとんど受けないことがわかった。しかし、本システムには2液の混合比率が不安定、測定セル内の溶液が一回の混合で完全に交換されないという問題があり、現在改良を行っている。上記の問題を解決後、各Lysozyme変異体のリフォールディング反応ダイナミクス計測を行いたいと考えている。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Macromolecular crowding effect for photoreactions of LOV2 domains of Arabidopsis thaliana phototropin 12016

    • Author(s)
      Tomoyuki Yoshitake, Tsuguyoshi Toyooka, Yusuke Nakasone, Kazunori Zikihara, Satoru Tokutomi, Masahide Terazima
    • Journal Title

      Journal of Molecular Liquids

      Volume: 印刷中 Pages: 43-50

    • DOI

      10.1016/j.molliq.2015.08.030

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Rotational diffusion coefficients and the fluctuation of local structure of proteins along denaturation curve 蛍光異方性解消法を用いたタンパク質の構造変性時における回転拡散係数および局所構造動きに関する研究2017

    • Author(s)
      吉武智之
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Rotational diffusion coefficients of proteins along denaturation curve investigated by fluorescence anisotropy decay method2017

    • Author(s)
      吉武智之、寺嶋正秀
    • Organizer
      日本化学会
    • Place of Presentation
      神奈川県横浜市
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 回転拡散係数に対するタンパク質の二次構造変化の影響2016

    • Author(s)
      吉武智之、寺嶋正秀
    • Organizer
      日本化学会 第96春季年会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2016-03-27
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] タンパク質の構造変性と回転拡散係数2016

    • Author(s)
      吉武智之、寺嶋正秀
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      茨城県つくば市
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] INFLUENCE OF THE SECONDARY STRUCTURE OF PROTEINS ON ITS ROTATIONAL DIFFUSION COEFFICIENTS2015

    • Author(s)
      Tomoyuki Yoshitake, Masahide Terazima
    • Organizer
      The 4th International Symposium on Dynamical Ordering of Biomolecular Systems for Creation of Integrated Functions
    • Place of Presentation
      Fukuoka
    • Year and Date
      2015-11-22
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 回転拡散係数に対するタンパク質の二次構造変化の影響2015

    • Author(s)
      吉武智之、寺嶋正秀
    • Organizer
      分子科学討論会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2015-09-18
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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