2013 Fiscal Year Annual Research Report
機能を生み出す単位生体分子集団（機能モジュール）の動的秩序の探査
| Project Area | Dynamical ordering of biomolecular systems for creation of integrated functions |
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| Project/Area Number |
25102003
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
上久保 裕生 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 准教授 (20311128)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
片岡 幹雄 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 教授 (30150254)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | 蛋白質 / 蛋白質集団 / X線溶液散乱 / マルチドメイン蛋白質 / 動的秩序 |
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| Research Abstract |
本研究では、溶液中でのタンパク質集団の集合・離散過程を観測することができる量子ビーム溶液散乱の新しい手法を開発することによって、機能性を生み出す単位分子集団 (機能性モジュール)が示す動的秩序を解析し、生理機能の関連性を明らかにすることを目的としている。本年度は、本研究の基盤となるX線溶液散乱自動測定システムの構築を行った。
互いに弱い相互作用で関連づけられた多数の分子からなる溶液中には様々な複合体が存在する。このような多成分平衡系で生じる集合離散現象を解析するためには、活性種の濃度に連続的に変調を加え、その時々の散乱曲線を観測する必要がある。1つの構成要素に線形的な濃度変調を与える場合でも数10点、活性種が複数ある場合にはその数だけ測定する必要があり、試料の使用量をできるだけ減らし、迅速な測定を可能とする自動計測システムの構築が不可欠である。当該年度は、試料の使用量を減らし、測定の自動化を実現するために、送液部、混合部、モニター部をオンチップ化したマイクロ流路チップの設計作製を行った。2液混合流路を試作し試験を行い、Mixing流路、観測部流路の最適化を行い、送液速度1マイクロL/minで均一な混合状態を再現することが可能な流路の作製に成功した。作製したマイクロ流路チップに無脈動マイクロシリンジポンプを接続し、流速を制御することで多成分の溶液の混合比率を自在に変調することが可能なシステムを構築した。可視光をプローブとした、X線を用いないオフラインでの試験を通じ、測定の自動化のためのソフトウェアの開発、性能評価を行った結果、当初予定した性能が実現されていることを確認した。
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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
マイクロ流路を用いた自動測定システムの構築はおおむね順調にその開発が進んでいる。年度当初は、本年度予算で購入した光子計数型X線検出器を、研究室のX線発生装置に導入し、X線を用いた試験を開始する予定であった。しかしながら、新しい検出器の性能評価、X線発生装置のトラブルもあり、年度内の実施に至らなかった。しかしながら、オフラインでのテストは順調に進み、次年度早々には、本システムのX線発生装置へのインストールが可能な状態になっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
現時点で、X線発生装置への本年度予算で購入した光子計数型X線検出器の本格運用を開始している。オフラインでの試験が順調に推移したことから、早急にX線を用いた試験を開始する。次年度は、本装置を用い、複数種の蛋白質が共存する溶液中で生じる集合離散現象の測定を開始する。本実験では、同時に数多くの蛋白質を用意する必要があり、試料の準備に一定の期間を要する。装置が立ち上がり次第、本実験が開始できるよう、ターゲットとなる蛋白質群の精製とストックの作製を開始している。この目的のため、蛋白質精製用クロマトグラフィーを追加購入し、作業の効率化を図っている。
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