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単一アミノ酸分光

Research Project

Project/Area Number 21655005
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Physical chemistry
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

藤芳 暁  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (70371705)

Project Period (FY) 2009 – 2010
Project Status Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Fiscal Year 2010: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2009: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Keywordsアミノ酸 / 単一分子分光 / 紫外分光 / 分光 / 顕微鏡 / 紫外 / タンパク質
Research Abstract

本研究課題の当初の目的は、アミノ酸残基を蛍光プロープとすることで単一タンパク質分光を全てのタンパク質に適応できる分光法とすることにある。この技術はプローブとしての高い応用性に加えて、光センサータンパク質の生理機能を解明につながる学術的にも重要なタンパク質の構造情報を引き出すことができると考えていた。
2年間の研究成果として、世界的に見てユニークな可視波長域(波長400-600nm)の単一分子蛍光分光装置の開発に成功した。この装置のポイントは2つある。1つは、光学顕微鏡の空間操作機構の改良を行うことで、精度良く一分子を観測できるようにした。2つ目は、昨年度実施した対物レンズの球面収差を補正により、背景光を半分に抑えることに成功した。これらの技術革新の結果、ミドリムシの光回避応答に関係するフラビンタンパク質の一分子分光に成功した。この結果から、当初の目標であった単一アミノ酸の動きを分光学的に追跡することに成功した。これは、温度数ケルビンにおけるフラビンタンパク質の1分子分光の世界で初めての成功例である。
上にあげた改善を尽くしても、芳香族アミノ酸自身を直接的に観測するための紫外域の実験(波長200-300nm)は不可能であった。これを実現するためには、対物レンズの性能を上げ、空間分解能を向上させることが必須であると認識している。しかし、これまでは波長800nmが短波長の限界であった温度数ケルビンの単一分子分光を可視波長域に広げたことは学術的に大きな進歩であると考えている。

Report

(2 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2011 2010 2009

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Structural Change of a Cofactor Binding Site of Flavoprotein Detected by Single-Protein Fluorescence Spectroscopy at 1.5 K2011

    • Author(s)
      藤芳暁, 他
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 106 Pages: 0781011-4

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Vibrational Microscpectroscopy of Single Proteins2010

    • Author(s)
      藤芳暁, 他
    • Journal Title

      Journal of Physical Chemistry Letters

      Volume: 1 Pages: 2541-2545

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Single-component reflecting objective for rltraviolet imaging and spectroscopy at cryogenic temperature2009

    • Author(s)
      藤原・藤芳・松下
    • Journal Title

      Journal of Optical Society of Ameriaca B 26

      Pages: 1395-1399

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Single-componet reflecting objective for single-protein spectroscopy at a few kelvins2010

    • Author(s)
      Satoru Fujiyoshi
    • Organizer
      GSC七夕ミーティング
    • Place of Presentation
      横浜理研
    • Year and Date
      2010-07-15
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 単一タンパク質の振動分光法の開発2010

    • Author(s)
      藤芳・古屋・伊関・渡辺・松下
    • Organizer
      日本化学会
    • Place of Presentation
      近畿大学
    • Year and Date
      2010-03-27
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 1.5Kにおける単一色素分子の蛍光スペクトルの時間変化の起源探究2010

    • Author(s)
      島内・櫻井・平野・藤芳・松下
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2010-03-23
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      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 低温下における単一タンパク質分光のための反射対物レンズの開発2009

    • Author(s)
      藤原・藤芳・松下
    • Organizer
      分子科学討論会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2009-09-24
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  • [Presentation] 光活性化アデニル酸シクラーゼの単一タンパク質分光2009

    • Author(s)
      藤芳・平野・松下・伊関・渡辺
    • Organizer
      分子科学討論会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2009-09-24
    • Related Report
      2009 Annual Research Report

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Published: 2009-04-01   Modified: 2016-04-21  

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