2022 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Non-equilibrium-state molecular movies and their applications |
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19H05784
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
久保 稔 兵庫県立大学, 理学研究科, 教授 (90392878)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木村 哲就 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (70506906)
古谷 祐詞 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80432285)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| Keywords | 時間分解X線結晶構造解析 / 時間分解紫外可視吸収分光 / 時間分解赤外分光 / 時間分解ラマン分光 / 時間分解蛍光分光 / 動的構造生物学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本新学術領域の目標の一つは、時間分解結晶構造解析（分子動画）を軸としたタンパク質のダイナミクス研究を他分野と複合的に融合させて、タンパク質を設計・制御・操作する新しい学問領域を形成することである。そこで本研究では、分子動画と時間分解分光法（紫外可視吸収分光、ラマン・赤外分光、蛍光分光）との相関的・補完的解析を推進し、分子動画と他手法との融合の先鞭をつける。
本研究では溶液測定に加えて、タンパク質微結晶を測定できる顕微測定技術を開発し、分子動画との相補解析を強く推進することを課題としてきたが、これまでに上記すべての分光法について顕微技術開発を完了している。現在、新規ロドプシン、ヘム酵素、DNAフォトリアーゼ、発光タンパク質等、分子動画研究の対象試料の分光計測を推進している。いずれも光や金属を巧みに利用するタンパク質であり、動的機能原理に興味が持たれる。
本年度の分光研究の主な成果は、(1)DNAフォトリアーゼの中間体化学種の同定、(2)一酸化窒素還元酵素中間体の鉄二核中心の構造同定、(3)チトクロム酸化酵素阻害剤の作用機序解明、(4)ヘリオロドプシンZn2+結合サイトの同定、(5)巨大イオンチャネル・ベストロドプシンのレチナール光異性化プロセスの解明、(6)サーモフィリックロドプシンのプロトンポンプ機構解明、(7)発光タンパク質イクオリンの段階的Ca2+結合の解明、等であり、いずれも分光ならではの解析を行った結果である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画研究において期待される多くのタンパク質の分光解析に成功している。上記(2)-(6)については学術誌に掲載済である。
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| Strategy for Future Research Activity |
DNAフォトリアーゼ及びイクオリンの分光解析結果を、理論計算や構造解析とつきあわせ、学術誌に投稿する。DNAフォトリアーゼについては、さまざまな生物種間で反応ダイナミクスが異なることが見えてきているので、それらを比較し分子進化との関連を調べる。また、様々な微生物ロドプシンについて脂質二重膜への配向が整った条件下での動的構造変化を明らかにする。
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Research Products
(25 results)
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[Journal Article] Syntheses, Characterizations, Crystal Structures, and Protonation Reactions of Dinitrogen Chromium Complexes Supported with Triamidoamine Ligands2023
Author(s)
Kokubo, Y., Tsuzuki, K., Sugiura, H., Yomura, S., Wasada-Tsutsui, Y., Ozawa, T., Yanagisawa, S., Kubo, M., Takeyama, T., Yamaguchi, T., Shimazaki, Y., Kugimiya, S., Masuda, H., Kajita, Y.
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Journal Title
Inorganic Chemistry
Volume: 62
Pages: 5320～5333
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Trapping of a Mononitrosyl Nonheme Intermediate of Nitric Oxide Reductase by Cryo-Photolysis of Caged Nitric Oxide2023
Author(s)
Takeda, H., Shimba, K., Horitani, M., Kimura, T., Nomura, T., Kubo, M., Shiro, Y., Tosha, T.
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Journal Title
The Journal of Physical Chemistry B (Selected for Cover Picture)
Volume: 127
Pages: 846～854
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Specific zinc binding to heliorhodopsin2023
Author(s)
Hashimoto, M., Miyagawa, K., Singh, M., Katayama, K., Shoji, M., Furutani, Y., Shigeta, Y., Kandori, H.
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Journal Title
Physical Chemistry Chemical Physics
Volume: 25
Pages: 3535～3543
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Heme-bound tyrosine vibrations in hemoglobin M: Resonance Raman, crystallography, and DFT calculation2022
Author(s)
Nagatomo, S., Shoji, M., Terada, T., Nakatani, K., Shigeta, Y., Hirota, S., Yanagisawa, S., Kubo, M., Kitagawa, T., Nagai, M., Ohki, M., Park, S.-Y., Shibayama, N.
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Journal Title
Biophysical Journal
Volume: 121
Pages: 2767～2780
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Heme compound II models in chemoselectivity and disproportionation reactions2022
Author(s)
Gupta, R., Li, X.-X., Lee, Y., Seo, M. S., Lee, Y.-M., Yanagisawa, S., Kubo, M., Sarangi, R., Cho, K.-B., Fukuzumi, S., Nam, W.
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Journal Title
Chemical Science
Volume: 13
Pages: 5707～5717
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Unusual Photoisomerization Pathway in a Near-Infrared Light Absorbing Enzymerhodopsin2022
Author(s)
Sugiura, M., Ishikawa, K., Katayama, K., Sumii, Y., Abe-Yoshizumi, R., Tsunoda, S. P., Furutani, Y., Shibata, N., Brown, L. S., Kandori, H.
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Journal Title
The Journal of Physical Chemistry Letters
Volume: 13
Pages: 9539～9543
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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