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Utilization of membrane filter for a protein crystallization field and single- crystal X-ray diffraction analysis

Research Project

Project/Area Number 15K05668
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Device related chemistry
Research InstitutionAnan National College of Technology

Principal Investigator

Yamada Yohei  阿南工業高等専門学校, 創造技術工学科, 助教 (70706936)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 薮谷 智規  愛媛大学, 紙産業イノベーションセンター, 教授 (80335786)
鈴木 良尚  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 准教授 (60325248)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywordsタンパク質結晶 / グルタルアルデヒド / トラックエッチドメンブレンフィルター / 単結晶X線構造解析 / リゾチーム / トラックエッジドメンブレンフィルター / 鋳型 / 単結晶x線構造解析
Outline of Final Research Achievements

In this study, track-etched membrane filters (TEMF), which have highly homogeneous micropores, were applied to a protein crystal growth field and used as a crystal mounting tool for single-crystal X-ray diffraction analysis. A lysozyme crystal was obtained in the pore by keeping TEMF in a lysozyme-crystallization solution. In addition, the crystal which grew in a single pore was analyzed by performing single-crystal X-ray diffraction analysis. The resolution limit of the crystal was 2.1 Å.
As an applied study, we utilized protein crystals as a template for synthesizing porous materials. First, we investigated the stability of cross-linked crystals in several solvents such as alkaline, acidic, and organic media. Then, an inorganic material was introduced by soaking crystals in a precursor solutions. By using TEM, we confirmed that the existence of the inorganic oxide in the protein crystal.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では,トラックエッチドメンブレンフィルター(TEMF)の孔内という微小空間をリゾチームの結晶成長場に利用することで,結晶成長にどのような影響を及ぼすのかを検証した.結果として,孔内とバルク相で結晶化条件や頻度の差異を確認することはできなかったが,孔で得られた結晶をTEMFごとマウントしてX線構造解析を行うことができた.これは,X線回折実験における操作の簡略化に寄与すると考えられる.

Report

(5 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • 2015 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2019 2018 2017 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] タンパク質結晶成長場及びX線回折実験用試料固定材としてのト ラックエッチドメンブレンフィルターの利用2019

    • Author(s)
      山田洋平
    • Journal Title

      分析化学

      Volume: in press

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effects of solvents on the crystal structure of cross-linked lysozyme crystals2018

    • Author(s)
      Yamada Yohei、Toyama Shota、Yabutani Tomoki
    • Journal Title

      International Journal of Modern Physics B

      Volume: 32 Issue: 19 Pages: 1840041-1840041

    • DOI

      10.1142/s0217979218400416

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] トラックエッチドメンブレンフィルター内でのリゾチーム結晶成長と構造解析2017

    • Author(s)
      山田洋平、岡田英理子、鈴木良尚、薮谷智規
    • Organizer
      第77回分析化学討論会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Investigation of solvent effects on crystal structure of cross-linked lysozyme crystals2017

    • Author(s)
      Yohei Yamada, Tomoki Yabutani
    • Organizer
      the 8th International Conference on Advanced Materials Development and Performance (AMDP2017)
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 過酸化水素を溶離液とした水酸化ランタン共沈殿からの金属回収 / タンパク質結晶の鋳型材料への応用2017

    • Author(s)
      山田洋平
    • Organizer
      第11回中四国若手CE合宿
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] トラックエッチドメンブレンフィルター孔内で成長したリゾチーム結晶の単結晶X線構造解析2016

    • Author(s)
      ○山田洋平、 岡田英理子、鈴木良尚、薮谷智規
    • Organizer
      第76回分析化学討論会
    • Place of Presentation
      岐阜大学・岐阜薬科大学
    • Year and Date
      2016-05-28
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] トラックエッチドメンブレンフィルター孔内で成長したリゾチーム結晶の単結晶X線構造解析2016

    • Author(s)
      山田洋平
    • Organizer
      第76回分析化学討論会
    • Place of Presentation
      岐阜薬科大学・岐阜大学
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] フェリチン結晶を鋳型とした規則構造体の作製2015

    • Author(s)
      山田洋平
    • Organizer
      第21回 中四国支部分析化学若手セミナー
    • Place of Presentation
      UAゼンセン中央教育センター友愛の丘
    • Year and Date
      2015-07-19
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] フェリチン結晶とグルコースイソメラーゼ結晶のマイクロ空間内での生成2015

    • Author(s)
      岡田英理子
    • Organizer
      第21回 中四国支部分析化学若手セミナー
    • Place of Presentation
      UAゼンセン中央教育センター友愛の丘
    • Year and Date
      2015-07-19
    • Related Report
      2015 Research-status Report

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Published: 2015-04-16   Modified: 2020-03-30  

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