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

酵素反応に伴う電子伝達・プロトン移動由来内部磁場のミュオン測定

Publicly Offered Research

Project AreaFrontier of Materials, Life and Elementary Particle Science Explored by Ultra Slow Muon Microscope
Project/Area Number 26108714
Research Category

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

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

Principal Investigator

清谷 多美子  昭和薬科大学, 薬学部, 助教 (00276627)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
Fiscal Year 2015: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2014: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Keywords量子ビーム / 生物物理 / 酵素反応
Outline of Annual Research Achievements

前年度、J-PARC/MLFミュオン実験施設で実施した酵素反応のミュオン回転緩和(μSR)法による予備的実験から、酵素反応に伴う電子伝達・プロトン移動により生ずる生体内の内部磁場によると思われる現象が観測された。この予備的実験では、酵素反応阻害剤であるリマ豆由来トリプシン阻害剤 (LBTI) とタンパク質を分解する酵素の一種であるキモトリプシンとの複合体を測定試料として用いた。酵素反応を行っているタンパク質のμSR測定データをRisch-Kehr理論で解析を試みたところ、1つではなく2つの緩和振動数を導入する必要があることが判明した。2年目の平成27年度では、この結果を確認するために、キモトリプシン単独の試料による対照実験を行った。J-PARCの度重なるトラブルにより実験が困難なため、スイスのポールシェラー研究所で、キモトリプシンとLBTIとの複合体、さらに対照実験としてキモトリプシン(酵素)単独の試料による外部磁場及び温度を変えたμSR実験を実施した。得られたμSR測定データを久保-鳥谷部関数を用いて解析を試みたところ、キモトリプシン-LBTI複合体(酵素反応あり)とキモトリプシン単独(酵素反応なし)とでは緩和振動数に差が見られた。
以上の結果から、酵素と酵素阻害剤の複合体によるμSR実験では酵素反応を観測している可能性があるもののまだ断定はできない状況である。さらにミュオンは酵素反応の電子およびプロトン移動の様子を探る方法として有用である可能性はあるものの、酵素(タンパク質)の分子構造は複雑なので、ミュオンのタンパク質分子との相互作用(ミュオン捕獲位置)の素過程の確認を含めたさらなる実験を実施する必要性と他の分析法の結果とともに慎重に研究を進めなければならない。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (9 results)

  • [Journal Article] Towards Direct Observation of Electron and Proton Transfers Due to Enzymatic Reaction in Trypsin by μSR2015

    • Author(s)
      Masayoshi KOBAYASHI, Ichiro TANAKA, Tamiko KIYOTANI, and Nobuo NIIMURA
    • Journal Title

      JPS Conf. Proc.

      Volume: 8

    • DOI

      10.7566/jpscp.8.033006

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] ミュオンスピン回転緩和法による 酵素反応中の電子伝達・プロトン移動の観測2016

    • Author(s)
      清谷多美子、田中伊知朗、小林政義、髭本 亘、新村信雄
    • Organizer
      日本薬学会第136回年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • Year and Date
      2016-03-27
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] J-PARCおよびPSIのμSRによる酵素反応における電子とプロトン移動の可視化の予備的研究2016

    • Author(s)
      小林政義、清谷多美子、田中伊知朗、髭本 亘、新村信雄
    • Organizer
      2015年度量子ビームサイエンスフェスタ
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(つくば市)
    • Year and Date
      2016-03-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Visualization of electron and proton transfer process in an enzyme reaction by μSR (I)2016

    • Author(s)
      清谷多美子、小林政義、田中伊知朗、新村信雄
    • Organizer
      International USMM &CMSI Workshop
    • Place of Presentation
      東京大学本郷キャンパス(東京都文京区)
    • Year and Date
      2016-01-05
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Visualization of electron and proton transfer process in an enzyme reaction by μSR (II)2016

    • Author(s)
      小林政義、田中伊知朗、清谷多美子、髭本 亘、新村信雄
    • Organizer
      International USMM &CMSI Workshop
    • Place of Presentation
      東京大学本郷キャンパス(東京都文京区)
    • Year and Date
      2016-01-05
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] トリプシン酵素反応に伴う電子とプロトン移動の直接観察のためのμSR実験2015

    • Author(s)
      小林政義、田中伊知朗、清谷多美子、新村信雄
    • Organizer
      第3回 物構研サイエンスフェスタ
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(つくば市)
    • Year and Date
      2015-03-17 – 2015-03-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 酵素反応に伴うプロトンおよび電子移動のμSRによる視覚化2014

    • Author(s)
      清谷多美子、田中伊知朗、小林政義、新村信雄
    • Organizer
      超低速ミュオン顕微鏡が拓く物質・生命・素粒子科学のフロンティア 第3回領域会議公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      東北大学(仙台市)
    • Year and Date
      2014-09-23 – 2014-09-25
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Visualization of proton and electron transfers under enzymatic reaction by μSR2014

    • Author(s)
      清谷多美子、田中伊知朗、小林政義、新村信雄
    • Organizer
      超低速ミュオン顕微鏡が拓く物質・生命・素粒子科学のフロンティア 第3回領域会議公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      東北大学(仙台市)
    • Year and Date
      2014-09-23 – 2014-09-25
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Observation of electron transfer associated with enzymatic process by μSR2014

    • Author(s)
      清谷多美子、田中伊知朗、小林政義、新村信雄
    • Organizer
      Twenty-Third Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography
    • Place of Presentation
      Palais des congrès de Montréal (Montreal, Canada)
    • Year and Date
      2014-08-05 – 2014-08-12
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Towards direct observation of electron and proton transfers due to enzymatic reaction in trypsin by μSR2014

    • Author(s)
      小林政義、田中伊知朗、清谷多美子、新村信雄
    • Organizer
      The 2nd International Symposium on Science at J-PARC
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(つくば市)
    • Year and Date
      2014-07-12 – 2014-07-15
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-28  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi