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光-分子強結合反応場を利用したタンパク質の光誘起結晶化

Publicly Offered Research

Project AreaStrong Photons-Molecules Coupling Fields for Chemical Reactions
Project/Area Number 21020007
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionGunma University

Principal Investigator

奥津 哲夫  群馬大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (20261860)

Project Period (FY) 2009 – 2010
Project Status Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥3,800,000 (Direct Cost: ¥3,800,000)
Fiscal Year 2010: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2009: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Keywords光-分子強結合場 / 金ナノ構造 / タンパク質 / 結晶化 / 金ナノコロイド / 光誘起結晶化 / アミノ酸 / 多光子励起 / タンパク / 非線形励起 / リゾチーム / 結晶成長
Research Abstract

タンパク質の光誘起結晶化の研究を光-分子強結合場を用いて行った。光誘起結晶化とはタンパク質の光化学反応をきっかけとして核形成が始まり、結晶化が誘起されることである。その光化学反応はタンパク質中のTrpかTyr残基がラジカルとなり、他のタンパク質と共有結合性の安定なダイマーを形成することである。本研究ではアミノ酸を励起する方法として光-分子強結合場を用いた。光-分子強結合場として金ナノ構造を用いてタンパク質を励起した。その結果、結晶の出現頻度が高くなった。
この機構を解明するために、タンパク質の結晶化の系を用いずアミノ酸の光化学反応に着目した。この実験では光-分子強結合場として金ナノコロイド粒子を用い、チロシン(Tyr)の多光子励起を試みた。その結果、チロシンは2ないし3光子反応で反応し、ジチロシンを生成することが判明した。
実用的な検討を行うために、産総研のグループと共同研究を行い、ガラス基板上にナノ構造のグレーティングを構築し、プラズモン共鳴が起こりやすい基板を作成し、タンパク質の結晶化実験を試みた。その結果、室内光ほどの可視光の連続光でも、多光子反応によりタンパク質の結晶化が促進された。
これらの研究結果をもとに、学会発表を国内外で行い、成果をJournal of Photochemistry and Photobiology A : Chemistryの特集号に論文掲載した。ハワイで行われたPacifichem2010において口頭講演を行い、ハイライト講演に選ばれた。北大電子研三澤教授のグループと「タンパク質結晶化装置」に関する特許を出願した。またこの特許は国際出願され、新規性が認められた。

Report

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

    (50 results)

All 2011 2010 2009

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (41 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results) (of which Overseas: 1 results)

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    • Journal Title

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      Volume: (in press 印刷中)

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      10024758775

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    • Author(s)
      新野見智之、堀内宏明、平塚浩士、堀田弘樹、角田欣一、奥津哲夫
    • Organizer
      光化学討論会
    • Place of Presentation
      桐生
    • Year and Date
      2009-09-18
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 金ナノ構造を用いたタンパク質の光誘起結晶化2009

    • Author(s)
      治田将、上野貢生、横田幸恵、三澤弘明、奥津哲夫
    • Organizer
      光化学討論会
    • Place of Presentation
      桐生
    • Year and Date
      2009-09-18
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 芳香族アミノ酸残基の光化学反応により形成するタンパク質ダイマーの構造の反応速度論的考察2009

    • Author(s)
      田口徹、堀内宏明、平塚浩士、奥津哲夫
    • Organizer
      光化学討論会
    • Place of Presentation
      桐生
    • Year and Date
      2009-09-16
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 光化学反応を応用した分子間力制御の試み2009

    • Author(s)
      新野見智之、堀内宏明、平塚浩士、堀田弘樹、角田欣一、奥津哲夫
    • Organizer
      結晶成長討論会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2009-09-01
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Book] 光科学研究の最前線22009

    • Author(s)
      平塚浩士・奥津哲夫
    • Total Pages
      258
    • Publisher
      「光科学研究の最前線2」編集委員会
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 結晶化用容器、結晶化装置、結晶の製造方法、及び結晶化用基板2010

    • Inventor(s)
      奥津哲夫、三澤弘明、上野貢生
    • Industrial Property Rights Holder
      群馬大学、北海道大学
    • Filing Date
      2010-09-01
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 結晶化用容器、結晶化装置、結晶の製造方法、及び、結晶化用基板2009

    • Inventor(s)
      奥津哲夫, 三澤弘明、上野貢生
    • Industrial Property Rights Holder
      群馬大学, 北海道大学
    • Industrial Property Number
      2009-211912
    • Filing Date
      2009-09-14
    • Related Report
      2009 Annual Research Report

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Published: 2009-04-01   Modified: 2018-03-28  

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