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

2008 Fiscal Year Annual Research Report

分光学的手法による生体π空間の制御機構解明と新機能の開拓

Planned Research

Project AreaEmergence of highly elaborated pai-space and its function
Project/Area Number 20108014
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

神取 秀樹  Nagoya Institute of Technology, 工学研究科, 教授 (70202033)

Keywordsπ空間 / 生体分子 / 発色団 / 赤外分光 / アミノ酸変異
Research Abstract

生体分子は進化の中で最適化されたπ空間の制御系であり、蛋白質などのナノ反応場が精緻な制御を可能にしている。とりわけ光受容蛋白質は、レチナール、クロロフィル、フラビンといった分子のπ電子系を制御することでユニークな色や反応、機能を産み出しており、ボトムアップ型の高次π空間を創製するにあたってのゴールともみなすことができる。本研究では、蛋白質による特異な波長制御、反応制御、機能制御に着目し、遺伝子改変によって変異を導入した光受容蛋白質に対して、赤外分光法などの分光学的手法を駆使した実験研究によりメカニズム解明を目指している。本年度は以下の成果を得ることができた。
ロドプシンの生体π空間制御では、海洋性バクテリアに存在するプロトンポンプ・プロテオロドプシンの色を変える特異な変異体を発見した。これまでの常識によれば、レチナール近傍のアミノ酸のみが波長制御に関わっていると考えられてきたが、我々はレチナールから遠隔部位のアミノ酸変異が色を変えるというこれまでの常識に完全に反した現象を発見したのである。また、新たに発見されたセンサリーロドプシンIに対する赤外分光解析を行い、既知のロドプシンとのレチナール発色団の構造歪みの違いを明らかにした。センサリーロドプシンIIの研究からは、機能と直接関係したレチナール発色団の捻れ構造を捉えることに成功した。フラビン蛋白質の生体π空間制御では、フォトトロピンの性質を決定するフラビン近傍のアミノ酸の役割を明らかにすることができた。
これらの成果も含め、2008年には14編の原著論文を世に出すことができた。また、研究を開始した平成20年11-12月には、2件の招待講演を含む27件の学会発表を行った。

  • Research Products

    (43 results)

All 2008

All Journal Article (16 results) (of which Peer Reviewed: 15 results) Presentation (27 results)

  • [Journal Article] Structural Changes of Salinibacter Sensory Rhodopsin I upon Formati on of the K and M Photointermediates2008

    • Author(s)
      D. Suzuki, et.al.
    • Journal Title

      Biochemistry 47

      Pages: 12750-12759

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Functional Evaluation of Iron Oxypyriporphyrin in Protein Heme Pocket2008

    • Author(s)
      S. Neya, et.al.
    • Journal Title

      Inorg. Chem 47

      Pages: 10771-10778

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] FTIR Study of the L Intermediate of Anabaena Sensory Rhodopsin : Structural Changes in the Cytoplasmic Region2008

    • Author(s)
      A. Kawanabe, et.al.
    • Journal Title

      Biochemistry 47

      Pages: 10033-10040

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ultrafast Pump-Probe Study of the Primary Photoreaction Process in pharaonis Halorhodopsin : Halide-Ion Dependence and Isomerizkion Dynamics2008

    • Author(s)
      T. Nakamura, et.al.
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. B 112

      Pages: 112795-12800

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Salinibacter Sensory Rhodopsin : Sensory Rhodopsin I-like Protein from a Eubacterium2008

    • Author(s)
      T. Kitajima-Ihara, et.al.
    • Journal Title

      J. Biol. Chem 283

      Pages: 23533-23541

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Steric Constraint in the Primary Photoproduct of Sensory Rhodopsin II Is a prerequisite for Light-Signal Transfer to HtrII2008

    • Author(s)
      M. Ito, et.al.
    • Journal Title

      Biochemistry 47

      Pages: 6208-6215

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Active Internal Waters in the Bacteriorhodopsin Photocycle. A Comparative Study of the L and M Intermediates at Room and Cryogenic Temperatures by Infrared Spectroscopy2008

    • Author(s)
      V. A. Lorenz-Fonfria, et.al.
    • Journal Title

      Biochemistry 47

      Pages: 4071-4081

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Color Change of Proteorhodopsin by a Single Amino Acid Replacement at a Distant Cytoplasmic Loop2008

    • Author(s)
      M. Yoshitugu, et.al.
    • Journal Title

      Angew Chem. Int. Ed 47

      Pages: 3923-3926

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Protein-Protein Interaction of a pharaonis Halorhodopsin Mutant Forming a Complex with pharaonis Halobacterial Transducer Protein II Detected by Fourier Transform Infrared Spectroscopy2008

    • Author(s)
      Y. Furutani, et.al.
    • Journal Title

      Photochem. Photobiol 84

      Pages: 874-879

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantum Yields for the Light Adaptations in Anabaena Sensory Rhodopsin and Bacteriorhodopsin2008

    • Author(s)
      A. Wada, et.al.
    • Journal Title

      Chem. Phys. Lett 453

      Pages: 105-108

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural Changes in the o-decay Accelerated Mutants of pharaonis Phoborhodopsin2008

    • Author(s)
      Y. Sudo, et.al.
    • Journal Title

      Biochemistry 47

      Pages: 2866-2874

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural Changes of Sensory Rhodopsin I and its Transducer Protein Are Dependent on the Protonated State of Asp 762008

    • Author(s)
      Y. Furutani, et.al.
    • Journal Title

      Biochemistry 47

      Pages: 2875-2883

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Role of Phe 1010 in Light-Induced Structural Changes of the neol-LOV 2 Domain of Adiantum2008

    • Author(s)
      A. Yamamoto, et.al.
    • Journal Title

      Biochemistry 47

      Pages: 922-928

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electronic Properties in a Five-Coordinate Azido Complex of Nonplanar Ion(III) Porphyrin : Revisiting to Quantum Mechanical Spin Admixing2008

    • Author(s)
      S. Neya, et.al.
    • Journal Title

      Bull. Chem. Soc. Jpn 81

      Pages: 136-141

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Photochromic Photoreceptor from a Eubacterium2008

    • Author(s)
      D. Suzuki, et.al.
    • Journal Title

      Communicative & Integrative Biology 1

      Pages: 1-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 粘土でロドプシンをつくる2008

    • Author(s)
      古谷祐詞、神取秀樹
    • Journal Title

      生物物理 48

      Pages: 284-286

  • [Presentation] バクテリアの光センサーにウジロドプシンのループを組み込んだキメラタンパク質の研究2008

    • Author(s)
      中妻亜弥、川鍋陽、古谷祐詞、山下高廣、七田芳則、神取秀樹
    • Organizer
      第3回特定領域「細胞感覚」若手の会
    • Place of Presentation
      蒲郡
    • Year and Date
      2008-12-17
  • [Presentation] 同位体標識試料を用いたLOV2ドメインの光誘起構造変化の赤外分光解析2008

    • Author(s)
      小山貴之、山本渥史、佐藤義彰、岩田達也、松岡大介、徳富哲、神取秀樹
    • Organizer
      第3回特定領域「細胞感覚」若手の会
    • Place of Presentation
      蒲郡
    • Year and Date
      2008-12-17
  • [Presentation] 全反射赤外分光法によるppRのプロトン放出基に関する研究2008

    • Author(s)
      北出祐也、古谷祐詞、加茂直樹、神取秀樹
    • Organizer
      第3回特定領域「細胞感覚」若手の会
    • Place of Presentation
      蒲郡
    • Year and Date
      2008-12-17
  • [Presentation] 古細菌型ロドプシンの新奇情報伝達機構の解明2008

    • Author(s)
      川鍋陽、古谷祐詞、Kwang-Hwan Jung神取秀樹
    • Organizer
      第3回特定領域「細胞感覚」若手の会
    • Place of Presentation
      蒲郡
    • Year and Date
      2008-12-17
  • [Presentation] ヒドロキシルアミン存在下でのウシロドプシンの赤外分光解析2008

    • Author(s)
      片山耕大、古谷裕司、神取秀樹
    • Organizer
      日本生物物理学会第46回年会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2008-12-03
  • [Presentation] 紅色光合成細菌の反応中心におけるHis-H126/His-H128の変異がQAに与える影響2008

    • Author(s)
      渡邉彰英、岩田達也、Mark L. Paddock、Melvin Y. Okamura神取秀樹
    • Organizer
      日本生物物理学会第46回年会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2008-12-03
  • [Presentation] D85N変異体を用いて解析したバクテリオロドプシンのシッフ塩基部位の水素結合構造2008

    • Author(s)
      山田純也、柴田幹大、井原邦夫、神取秀樹
    • Organizer
      日本生物物理学会第46回年会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2008-12-03
  • [Presentation] ppRにウシロドプシンの第三ループを組み込んだキメラタンパク質の研究2008

    • Author(s)
      中妻亜弥、川鍋陽、古谷祐詞、山下高廣、七田芳則、神取秀樹
    • Organizer
      日本生物物理学会第46回年会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2008-12-03
  • [Presentation] ロドプシンのカーボンナノチューブへの内包2008

    • Author(s)
      川島崇睦、柳和宏、古谷祐詞、片浦弘道、神取秀樹
    • Organizer
      日本生物物理学会第46回年会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2008-12-03
  • [Presentation] プロトンポンプへの機能転換をめざしたハロロドプシンの変異導入2008

    • Author(s)
      中島啓介、柴田幹大、出村誠、神取秀樹
    • Organizer
      日本生物物理学会第46回年会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2008-12-03
  • [Presentation] Gloeobacter rhodopsinにおけるレチナールのall-trans型と13-cis型の熱平衡は水和量に依存する2008

    • Author(s)
      橋本匡平、古谷祐詞、Kwang-Hwan Jung、神取秀樹
    • Organizer
      日本生物物理学会第46回年会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2008-12-03
  • [Presentation] 光回復酵素およびクリプトクロムの光誘起構造変化の研究2008

    • Author(s)
      張宇、岩田達也、人見研一、Elizabeth D. Getzoff、藤堂剛、神取秀樹
    • Organizer
      日本生物物理学会第46回年会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2008-12-03
  • [Presentation] センサリーロドプシンIの正の走光性のための情報伝達におけるTyrの役割2008

    • Author(s)
      高橋はづき、古谷祐詞、佐々木純John L. Spudich、神取秀樹
    • Organizer
      日本生物物理学会第46回年会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2008-12-03
  • [Presentation] 同位体標識試料を用いたLOV2ドメインの光誘起構造変化の赤外分光解析2008

    • Author(s)
      小山貴之、山本渥史、佐藤義彰、岩田達也松岡大介、徳富哲、神取秀樹
    • Organizer
      日本生物物理学会第46回年会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2008-12-03
  • [Presentation] 全反射赤外分光法によるファラオニスフォボロドプシンのプロトン放出機構の研究2008

    • Author(s)
      北出祐也、古谷祐詞、加茂直樹、神取秀樹
    • Organizer
      日本生物物理学会第46回年会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2008-12-03
  • [Presentation] バクテリアのセンサーロドプシンに対する1アミノ酸の置換で実現した内向きのプロトンポンプ2008

    • Author(s)
      川鍋陽、古谷祐詞、Kwang-Hwan Jung, 神取秀樹
    • Organizer
      日本生物物理学会第46回年会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2008-12-03
  • [Presentation] 紅色細菌の光化学反応中心のプロトン取り込みに関わる水分子の検出2008

    • Author(s)
      岩田達也、MarkLPaddock、Melvin Y-Okamura、神取秀樹
    • Organizer
      日本生物物理学会第46回年会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2008-12-03
  • [Presentation] アナベナセンサリーロドプシンとトランスデューサータンパク質との相互作用の全反射赤外分光法による研究2008

    • Author(s)
      古谷祐詞、中妻亜弥、川鍋陽、Kwang-Hwan Jung、神取秀樹
    • Organizer
      日本生物物理学会第46回年会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2008-12-03
  • [Presentation] Molecular Mechanism of Light Reception and Signal Transduction in Sensory Rhodopsins Studied by FTIR Spectroscopy2008

    • Author(s)
      Y. Furutani and H. Kandori
    • Organizer
      4 th Asia Oceania Conference on Photobiology
    • Place of Presentation
      Varanasi, India
    • Year and Date
      2008-11-26
  • [Presentation] 低温および時間分解赤外分光法によるロドプシンの構造変化の研究2008

    • Author(s)
      神取秀樹
    • Organizer
      特定領域研究「高次系分子科学」第2回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      豊中
    • Year and Date
      2008-11-11
  • [Presentation] 紅色光合成細菌の反応中心におけるHis-H126/His-H128の変異がQAに与える影響2008

    • Author(s)
      渡邉彰英、岩田達也、Mark L. Paddock、Melvin Y. Okamura、神取秀樹
    • Organizer
      特定領域研究「高次系分子科学」第2回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      豊中
    • Year and Date
      2008-11-11
  • [Presentation] D85N変異体を用いて解析したバクテリオロドプシンのシップ塩基部位の水素結合構造2008

    • Author(s)
      山田純也、柴田幹大、井原邦夫、神取秀樹
    • Organizer
      特定領域研究「高次系分子科学」第2回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      豊中
    • Year and Date
      2008-11-11
  • [Presentation] Gloeobacter Rhodopsinにおけるレチナールの暗中での異性体組成は水和量に依存する2008

    • Author(s)
      橋本匡平、古谷祐詞、Kwang-Hwan Jung、神取秀樹
    • Organizer
      特定領域研究「高次系分子科学」第2回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      豊中
    • Year and Date
      2008-11-11
  • [Presentation] 全反射赤外分光法によるPomA-PomB複合体のNa+結合部位の研究2008

    • Author(s)
      北出祐也、須藤雄気、古谷祐詞、本間道夫、神取秀樹
    • Organizer
      特定領域研究「高次系分子科学」第2回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      豊中
    • Year and Date
      2008-11-11
  • [Presentation] 細菌のべん毛モーターを駆動する固定子複合体中のイオン透過機構の解析2008

    • Author(s)
      須藤雄気、北出祐也、寺島浩行、吉住玲、小嶋勝、小嶋誠司、古谷祐詞、神取秀樹、本間道夫
    • Organizer
      日本生体エネルギー研究会、第34回討論会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2008-11-06
  • [Presentation] 生体エネルギー研究における全反射赤外分光法の可能性2008

    • Author(s)
      神取秀樹、古谷祐詞
    • Organizer
      日本生体エネルギー研究会、第34回討論会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2008-11-06
  • [Presentation] 創薬を支援する赤外分光計測装置の開発2008

    • Author(s)
      古谷祐詞、神取秀樹
    • Organizer
      名工大・名市大合同テクノフェア
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2008-11-01

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi