• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

昆虫から何を学ぶか:顕微赤外円二色性分光法による昆虫翅中の超分子キラリティ解析

Research Project

Project/Area Number 23K23301
Project/Area Number (Other) 22H02033 (2022-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 32010:Fundamental physical chemistry-related
Research InstitutionEhime University

Principal Investigator

佐藤 久子  愛媛大学, 理学部, 研究員 (20500359)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 川村 出  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (20452047)
吉田 純  日本大学, 文理学部, 准教授 (60585800)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2023: ¥10,530,000 (Direct Cost: ¥8,100,000、Indirect Cost: ¥2,430,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywords超分子キラリティ / 顕微赤外円二色分光法 / タンパク質 / 左右の翅 / 顕微赤外円二色性分光法 / 昆虫翅 / 顕微赤外二色性分光法 / 昆虫の翅
Outline of Research at the Start

本研究では、ミクロからマクロへ繋ぐ鍵経路として昆虫翅構造中の超分子キラリティに着目する。解析のための手段として、量子カスケードレーザー光源による顕微スキャン型多次元赤外円二色性分光法(VCD)システムを適用する。世界初となる100 μm空間分解能でアミドI,II領域を含めた広い波長範囲で翅のドメインをスキャンすることにより局所VCDスペクトルを得る。これにより、生体試料そのままの状態(in situ)で翅面におけるタンパク質の高次構造の2次元分布を導く。加齢、性差、左右翅の違い等がこれらの構造に及ぼす影響を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

従来の波数軸に時間軸と空間軸を加え,顕微機能を備えた多次元赤外円二色性分光法(多次元VCD法と命名)を開発した。高輝度の赤外光を発する量子カスケードレーザーを用いて空間分解能100 μmを達成した。顕微手法を用いた生体試料の例として,昆虫翅に適用した。愛媛県の生物多様性センターから御提供いただいた絶滅危惧種のトンボ(ハッチョウトンボ,ナニワトンボ)やモンスズメバチなどへの応用を広げてきた。この結果,各種類の翅において,タンパク質分布が異なっていることを見出した.特にトンボの翅においては赤外の吸収があるにも関わらず,VCDシグナルを得ることができなかった.これはタンパク質の凝集割合が小さい,あるいはドメインが空間分解能以下であることを意味していると現状では考察している.
アオドウガネの雌では昆虫翅の場合,大きさ100 μmの各部位(翅膜,翅脈等)ごとに種々の高次構造(コイル,β-シート,α-ヘリックス等)のタンパク質ドメインが二次元的に分布していることを見出した。このように翅の生体試料中のミクロキラルドメインの顕微測定に成功し,平均の高次キラル構造だけでなく,局所的な超分子キラリティの分布を捉えることができた。アオドウガネの翅のタンパク質構造は雌雄の差がないことを明らかとした。
ヒトカルシトニンペプチドフラグメントDFNKFを合成し、アミロイド線維形成によるVCD強度の増強を検出することに成功した。また、アンチポードとして全てD体のアミノ酸で合成したエナンチオマーにおいて、VCDパターンが反転した。このような結果からDFNKFの超分子キラリティーを明らかにし、アミロイド線維構造と線維多型に関連する顕著な特性を示した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

新しいサンプルも提供をうけて、昆虫の種によって昆虫の翅のタンパク質分布を異なっていることを見出すことができた。

Strategy for Future Research Activity

高次構造の異なるタンパク質が不均一に分布していることが,生物にとってどのような意味(構造的,機能的)を持っているかを明らかにする予定である。

Report

(1 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (40 results)

All 2024 2023 2022 Other

All Journal Article (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 7 results) Presentation (24 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 6 results) Book (3 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Multidimensional vibrational circular dichroism for insect wings: Comparison of species2024

    • Author(s)
      Hisako Sato, Jun Koshoubu, Sayako Inoue, Izuru Kawamura, Akihiko Yamagishi
    • Journal Title

      Chirality

      Volume: 36 Issue: 3

    • DOI

      10.1002/chir.23655

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Use of an Ion-exchange Adduct of Synthetic Hectorite and Chiral Copper(II) Complex as a Packing Material for Chromatographic Resolution2024

    • Author(s)
      Akihiko Yamagishi; Kenji Tamura; Masumi Kamon; Jun Yoshida; Hisako Sato
    • Journal Title

      Apply Clay Sci.

      Volume: 251 Pages: 107290-107290

    • DOI

      10.1016/j.clay.2024.107290

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 3.Thermo-/mechano-chromic Chiral Coordination Dimer: Formation of Switchable and Metastable Discrete Structure through Chiral Self-sorting2023

    • Author(s)
      Kazuyoshi Takimoto, Takumi Shimada, Kazuhiko Nagura, Jonathan Hill, Takashi Nakanishi, Hidetaka Yuge, Shinsuke Ishihara, Jan Labuta, Hisako Sato,
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 145 Issue: 46 Pages: 25160-25169

    • DOI

      10.1021/jacs.3c05866

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Synthesis of phenylalanine and tartaric acid intercalated layered double hydroxide (LDH): Investigation of two kinds of chiral molecules interaction in interlayer space of LDH using solid-state vibrational circular dichroism2023

    • Author(s)
      Sumio Aisawa, Chika Chida, Honoka Ida, Jing Sang,Hidetoshi Hirahara,Hisako Sato
    • Journal Title

      Appl. Clay Sci.

      Volume: 244 Pages: 107108-107108

    • DOI

      10.1016/j.clay.2023.107108

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 赤外円二色性分光法の液晶への応用:多次元化への展開(1)2023

    • Author(s)
      佐藤久子
    • Journal Title

      液晶

      Volume: 27 Pages: 132-138

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Journal Article] 赤外円二色性分光法の液晶への応用:多次元化への展開(2)2023

    • Author(s)
      佐藤久子
    • Journal Title

      液晶

      Volume: 27 Pages: 205-208

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Journal Article] Vibrational Circular Dichroism Spectroscopy toward Intercalation Compounds of Sodium Montmorillonite: Evidences for Molecular Packing of Enantiopure Monovalent Ir(III) Complexes within Interlayer Spaces2022

    • Author(s)
      Hisako Sato, Kazuyoshi Takimoto, Akihiko Yamagishi, Jun Yoshida and Mitsuo Hara
    • Journal Title

      Applied Clay Science

      Volume: 228 Pages: 106621-106621

    • DOI

      10.1016/j.clay.2022.106621

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Clay Column Chromatography for Optical Resolution: A Series of Derivatized Amino Acids2022

    • Author(s)
      Yamagishi Akihiko、Yamamoto Shohei、Takimoto Kazuyoshi、Tamura Kenji、Kamon Masumi、Sato Fumi、Sato Hisako
    • Journal Title

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      Volume: 95 Issue: 6 Pages: 961-967

    • DOI

      10.1246/bcsj.20220077

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Analyses of Free D- and L-Amino Acids in the Perfused Brains of Adult Rats,2022

    • Author(s)
      Fumi Sato, Masayuki Takahashi, Akihiko Yamagishi and Hisako Sato
    • Journal Title

      Mem. Fac. Sci. Ehime Univ.

      Volume: 24 Pages: 1-8

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ピッカリングエマルションの粒子安定剤としての食品/農業廃棄物由来セルロースナノファイバーの利用2022

    • Author(s)
      金井典子、川村出
    • Journal Title

      繊維学会誌

      Volume: 79 Pages: 145-149

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 多次元赤外円二色性分光法の開発とその応用2023

    • Author(s)
      佐藤久子
    • Organizer
      北里大学 理学部 講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 多次元VCD法の薬剤および生体試料への応用2023

    • Author(s)
      佐藤久子,川村出,吉田純, 會澤純雄, 小勝負純
    • Organizer
      MC2023 モレキュラーキラリティ2023
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] VCD によるヒトカルシトニン由来DFNKF アミロイド線維の 超分子キラリティの構造解析2023

    • Author(s)
      伊佐真龍, 藤野瞬, Raja Prema, 内藤晶, 佐藤久子, 川村出
    • Organizer
      MC2023 モレキュラーキラリティ2023
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 粘土カラムによる光学分割:キラル銅錯体の利用2023

    • Author(s)
      山岸晧彦, 田村 堅志 ,吉田純,佐藤久子
    • Organizer
      MC2023 モレキュラーキラリティ
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 陰性リン脂質の立体選択的全合成2023

    • Author(s)
      安部真人,藤原朋哉,廣角道信,山下慧之,山田啓輔,佐藤久子
    • Organizer
      MC2023 モレキュラーキラリティ2023
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 配位不飽和な5配位イリジウム錯体の単量体-二量体平衡のメカニズム解析2023

    • Author(s)
      瀧本 和誉・弓削 秀隆・石原 伸輔・ラブタ ヤン・佐藤 久子
    • Organizer
      第73回錯体化学討論会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Multidimensional VCD for the in situ measurements of biological objects2023

    • Author(s)
      Hisako Sato,Izuru Kawamura, and Jun Koshoubu
    • Organizer
      19th international conference on chiroptical spectroscopy
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Structural analysis of gramicidin A in a lipid bilayer by vibrational circular dichroism spectroscopy2023

    • Author(s)
      Toki Fujino, Raja Prema, Hisako Sato,Izuru Kawamura
    • Organizer
      19th international conference on chiroptical spectroscopy CD2023
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Chiral separation and VCD analysis of D-amino acid-containing peptide NdWFamide2023

    • Author(s)
      Izuru Kawamura, Hiroki Yamagishi, Batsaikhan Mijiddorj, Yohei Kayano, Hisako Sato
    • Organizer
      19th international conference on chiroptical spectroscopy CD2023
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Supramolecular chirality in DFNKF amyloid fibrils derived from human calcitonin by VCD2023

    • Author(s)
      Shinryu Isa, Toki Fujino, Raja Prema, Akira Naito, Hisako Sato, Izuru Kawamura
    • Organizer
      19th international conference on chiroptical spectroscopy CD2023
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Topological Chirality of Hydrogen-bonding Supermolecules in Polymorphic Crystals Evaluated by X-ray Crystallography and Vibrational Circular Dichroism (VCD) Spectroscopy2023

    • Author(s)
      Toshiyuki Sasaki, Hisako Sato,Mikiji Miyata
    • Organizer
      19th international conference on chiroptical spectroscopy CD2023
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ラル化合物が構造多型を有するアミロイド凝集に及ぼす影響2023

    • Author(s)
      渡辺 嵩大、土江 祐介、佐藤 久子、 座古 保
    • Organizer
      第23回日本蛋白質科学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 振動円偏光二色性分光法VCDによるグラミシジンAの構造解析2023

    • Author(s)
      藤野瞬,Raja Prema,川村出
    • Organizer
      モレキュラーキラリティシンポジウム2023
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ラセミ体形成を利用した超分子集合体の構築2023

    • Author(s)
      吉田 純
    • Organizer
      日本液晶学会 液晶化学・材料研究フォーラム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] キラルな八面体型金属錯体の分子集合挙動:ラセミ体の場合2023

    • Author(s)
      吉田純・秋葉志帆・原光生・渡辺豪
    • Organizer
      液晶学会討論会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ラセミ体から構成される液晶性金属錯体の開発: 内部積層構造の推測2023

    • Author(s)
      秋葉 志帆、吉田 純
    • Organizer
      日本化学会第103回春季年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] イミダゾール部位を複数もつ分子の溶液中での動的挙動と液晶相発現2023

    • Author(s)
      矢部 菜月、吉田 純
    • Organizer
      日本化学会第103回春季年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 粘土系アップコンバージョンの試み2023

    • Author(s)
      山岸晧彦, 田村堅志, 吉田純, 佐藤久子
    • Organizer
      日本化学会第103回春季年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Solid-state NMR spectroscopic approaches to investigate membrane-bound peptide structure2022

    • Author(s)
      Izuru Kawamura
    • Organizer
      第60回日本生物物理学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 固体NMRによるペプチド構造解析の最近の展開2022

    • Author(s)
      川村出
    • Organizer
      第5回ナノバイオ交流会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 多次元赤外円二色性分光法の開発とその応用2022

    • Author(s)
      佐藤久子
    • Organizer
      大阪公立大学理学部談話会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 多次元VCD法の開発とその応用2022

    • Author(s)
      佐藤久子
    • Organizer
      横浜国立大学講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 多次元赤外円二色性分光システムの応用: 昆虫下翅の局所的不斉分布2022

    • Author(s)
      佐藤 久子,小勝負 純,山岸 晧彦
    • Organizer
      第16回分子科学討論会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ΔΛキラリティを有する配位不飽和な5配位イリジウム錯体の合成とその反応性2022

    • Author(s)
      瀧本和誉, 渡邉裕, 吉田純, 弓削秀隆, 佐藤久子
    • Organizer
      錯体化学会 第72回討論会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Book] Multi-dimensional vibrational circular dichroism2024

    • Author(s)
      Hisako Sato, Jun Yoshida, Akihiko Yamagishi
    • Total Pages
      209
    • Publisher
      Springer Singapore
    • ISBN
      9789819703906
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Book] 低分子ゲル・超分子ゲルの設計開発と応用  第3章7.温度可変VCD法によるゾルーゲル転移のその場観察2023

    • Author(s)
      佐藤久子
    • Total Pages
      8
    • Publisher
      CMC出版
    • ISBN
      9784781317496
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Book] 低分子ゲル・超分子ゲルの設計開発と応用 第4章 6.ジペプチド誘導体によるハイドロゲル形成2023

    • Author(s)
      川村出
    • Total Pages
      8
    • Publisher
      CMS出版
    • ISBN
      9784781317496
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Remarks] Researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/satohisako

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Remarks] 愛媛大学ストックサイト

    • URL

      https://research.ehime-u.ac.jp/

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Remarks] 複合体化学研究室

    • URL

      http://chem.sci.ehime-u.ac.jp/~comchem1/publications.html

    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi