金属タンパク質の超高分解能X線結晶解析から金属イオンの軌道電子を見る
| Project/Area Number |
20657022
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Field |
Structural biochemistry
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
福山 恵一 Osaka University, 大学院・理学研究科, 教授 (80032283)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
和田 啓 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教 (80379304)
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| Project Period (FY) |
2008 – 2009
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2009)
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| Budget Amount *help |
¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Fiscal Year 2009: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
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| Keywords | フェレドキシン / X線損傷 / 超高分解能解析 / X線回折 / d軌道電子 / 結晶構造 |
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| Research Abstract |
金属タンパク質中の金属イオンは、それを取り囲むポリペプチドや配位子が環境を制御し、同じ金属イオンでも機能が多様である。金属イオンの電子状態の科学は、これまで原子の幾何学的構造に基づいた分子軌道計算と分光学的手法による「エネルギー準位」間の観測値を基に構築されてきた。本課題では、金属タンパク質を超高分解能で精密にX線結晶解析し、金属イオンのd軌道電子を直接観測しようとするものである。[4Fe-4S]クラスターを持つフェレドキシンを取り上げ、この結晶について信頼性の高い超高分解能解析を目指した。本解析では、低分解能から高分解能までの広い領域の回折強度データを必要とし、回折強度幅が1～10^6以上ある。このため露光時間を変えて測定せざるをえず、この結果としてX線照射量が大きくなる。さらに、金属イオンは他の原子よりX線損傷を受けやすいので、まずはX線損傷に注目して、様々な条件で回折データを収集・評価した。X線照射量に伴う単位格子体積などの物理量変化や、回折データの統計値を比較検討した。また、並行してそれぞれの回折データを基に構造の精密化を行い、[4Fe-4S]クラスター周辺に現れる差の電子密度を検討した。このような解析から、信頼できる超高分解能の回折データを収集する条件・留意点を把握した。他方、分子軌道計算を行ったところ、d軌道電子は原子核のごく近傍に分布し、今回の0.63A分解能解析(R=0.10、R_<free>=0.11)でも、構造の精密化法を改良する必要があることがわかった。
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
