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時間分解赤外分光法を用いた膜蛋白質フォールディング機構の解明

Research Project

Project/Area Number 22870034
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Biophysics
Research InstitutionInstitute for Molecular Science

Principal Investigator

木村 哲就  Institute for Molecular Science, 助教 (70506906)

Project Period (FY) 2010 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥3,146,000 (Direct Cost: ¥2,420,000、Indirect Cost: ¥726,000)
Fiscal Year 2011: ¥1,508,000 (Direct Cost: ¥1,160,000、Indirect Cost: ¥348,000)
Fiscal Year 2010: ¥1,638,000 (Direct Cost: ¥1,260,000、Indirect Cost: ¥378,000)
Keywordsフォールディング / 膜蛋白質 / βバレル構造 / 時間分解測定
Research Abstract

本申請研究は、光開裂・解離性分子をβバレル膜蛋白質OmpAに修飾することで蛋白質構造に大きな摂動を加え、それによって引き起こされた変性状態からのフォールディングを生理的条件に近い温度・pH・塩濃度環境下において追跡することを目的とした。そこで、まずOmpAのβバレル構造ドメインの遺伝子配列をpETベクターに組み込んだプラスミドを作成し、そのプラスミドを形質転換した大腸菌を用いることによって発現を試みた。OmpAのβバレルドメインの発現をSDS-PAGEによって確認した。さらに簡便な精製を目的としてHisタグをC末端側に導入したプラスミドを作成すると同時に、システイン残基を導入した変異体の作製も行った。今後、光解離性分子によるOmpAの修飾を行い、構造を詳細に検討する予定である。一方、フォールディング反応に伴う膜蛋白質の構造変化に関する詳細な情報を得るためには、時間分解赤外差スペクトル分光測定を駆使する予定である。さらには、フォールディングキネティクスの解析には、得られた一連の赤外差スペクトルに対してSVD解析とグローバルフィッティング法を用いて、中間体の構造も含めて検討する必要がある。そこで、αヘリックスから構成される膜蛋白質pHRに関して、その光反応サイクルを実時間観察し、詳細な解析を行うことによって、膜蛋白質構造において起こる変化を追跡することを試みた。その結果、溶媒から隔離されたヘリックスの構造変化が光反応サイクルの後期に起こることがわかった。この予備実験により、よりドラスティックな構造変化であるフォールディング反応を時間分解赤外差スペクトル分光測定によってとらえることができると期待される。

Report

(1 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2011 2010

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Time-resolved small-angle X-ray scattering study of the folding dynamics of barnase.2011

    • Author(s)
      Konuma T., Kimura T., Matsumoto S., et al.
    • Journal Title

      Journal of Molecular Biology

      Volume: 405 Pages: 1284-1294

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Conformational changes chloride-ion pumping during the pharaonis halorhodopsin photocycle studied by time-resolved FTIR difference spectroscopy2011

    • Author(s)
      Tetsunari Kimura, Hideki Kandori, Yuji Furutani
    • Organizer
      241^<st> ACS National Meeting & Exposition
    • Place of Presentation
      アナハイム会議場(米国)
    • Year and Date
      2011-03-30
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 時間分解FTIR差スペクトル計測によるファラオニスハロロドプシンの陰イオン輸送過程での構造変化解析2010

    • Author(s)
      木村哲就、神取秀樹、古谷祐詞
    • Organizer
      第36回生体エネルギー研究会
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府)
    • Year and Date
      2010-11-19
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] In vitro protein folding dynamics in the microsecond-to-millisecond timescale2010

    • Author(s)
      Tetsunari Kimura
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県)
    • Year and Date
      2010-09-21
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 蛍光エネルギー移動キネティクス測定による蛋白質のフォールディング機構の解明2010

    • Author(s)
      Tetsunari Kimura
    • Organizer
      第37回生体分子科学討論会
    • Place of Presentation
      山口大学(山口県)
    • Year and Date
      2010-06-18
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Conformational changes chloride-ion pumping during the pharaonis halorhodopsin photocycle studied by time-resolved FTIR difference spectroscopy2010

    • Author(s)
      Tetsunari Kimura, Hideki Kandori, Yuji Furutani
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県)
    • Related Report
      2010 Annual Research Report

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Published: 2010-08-27   Modified: 2016-04-21  

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