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中性子散乱によるアクチンフィラメント形成機構の解明

Publicly Offered Research

Project AreaWater plays a key role in ATP hydrolysis and ATP-driven functions of proteins
Project/Area Number 23118718
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Complex systems
Research InstitutionFukuoka University

Principal Investigator

吉田 亨次  福岡大学, 理学部, 助教 (00309890)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2012: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2011: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords生物物理 / タンパク質 / 水和 / 化学物理 / X線散乱 / 液体
Outline of Annual Research Achievements

イメージングプレートX線回折装置を用いて、298Kから160Kまでの温度範囲で、F-アクチン試料の水溶液および水和粉末を測定した。F-アクチンはウサギ筋肉アセトンパウダーから精製した。粉末試料の水和率は一般にタンパク質が機能を発現し始めると言われている、0.4(乾燥アクチン1 gに対して水 0.4 g)に調整した。F-アクチン周囲の水和水について、278Kから298Kでは、隣接の水分子と水素結合していない水分子の存在が確認されたが、278K以下では、水素結合した水分子がほとんどであることがわかった。同様な条件で測定された他のタンパク質(β-ラクトグロブリンおよび不凍タンパク質)の水和水の構造に対する温度依存性とは異なっていた。このことは誘電緩和測定などから観測されているF-アクチン周囲のハーパーモバイル水との関連が示唆される。すなわち、室温付近ではF-アクチン周囲の水和水はバルク水に比べて運動性が高いと思われる。
また、高分解能X線非弾性散乱の測定を行い、水和F-アクチン粉末の集団ダイナミクスを観測した。その結果、高周波音速が他のタンパク質の値に比べて10%程度減少していることがわかった。高周波音速の低下は水の構造性が弱められていることを示すと考えられるので、この結果はX線回折の結果と矛盾がない。
以上の実験結果より、タンパク質分子と水分子の相互作用によりタンパク質水和水の液体構造やダイナミクスが受ける影響について議論した。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2012

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Alcohol Induced Structural and Dynamic Changes in β-Lactoglobulin in Aqueous Solution: A Neutron Scattering Study2012

    • Author(s)
      K. Yoshida, K. Vogtt, Z. Izaola, M. Russina, T. Yamaguchi, M.-C. Bellissent-Funel
    • Journal Title

      BBA - Proteins and Proteomics

      Volume: 1824 Issue: 3 Pages: 502-510

    • DOI

      10.1016/j.bbapap.2011.12.011

    • Related Report
      2012 Annual Research Report 2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Neutron spic echo measurements of monolayer and capillary condensed water in MCM-41 at low temperatures2012

    • Author(s)
      K. Yoshida, T. Yamaguchi, S. Kittaka, M.-C. Bellissent-Funel, P. Fouquet
    • Journal Title

      J. Phys: Condens. Matter

      Volume: 24 Issue: 6 Pages: 64101-64101

    • DOI

      10.1088/0953-8984/24/6/064101

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] X線非弾性散乱による水和タンパク質の集団ダイナミクス2012

    • Author(s)
      吉田亨次、山口敏男、A.Q.R. Baron
    • Organizer
      溶液化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2012-11-11
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Alcohol effect on structure, dynamics, and aggregation of peptide and protein2012

    • Author(s)
      K.Yoshida, T. Yamaguchi
    • Organizer
      EMLG/JMLG annual meeting
    • Place of Presentation
      Eger (Hungary)
    • Year and Date
      2012-09-05
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 水和タンパク質のX線非弾性散乱2012

    • Author(s)
      吉田亨次、山口敏男
    • Organizer
      第25回日本放射光学会年会
    • Place of Presentation
      佐賀
    • Year and Date
      2012-01-07
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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