極低温下でのX線・中性子蛋白質結晶解析のための結晶冷却装置の研究開発

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11558086
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 中迫 雅由 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 講師 (30227764)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 澤野 成民 理学電機株式会社, システム設計部・機械設計グループ, 技師補
• Keywords: 構造生物学 / X線解析 / X線回折 / 低温蛋白質結晶学 / 放射光X線 / 中性子回折

Research Abstract

液体窒素温度以下での極低温下蛋白質結晶構造解析実現のため、ヘリウムを利用した吹き付け型試料冷却装置の性能評価を行った。同装置を大型放射光スプリング8のビームライン41XUに設置し、同装置の稼動調査、凍結試料取り扱い方法の検討を行うとともに、複数の長分子蛋白質複合体結晶について35Kでの回折強度データ収集実験を行った。その結果、同装置によって、容易に35K程度での低温X線回折実験が可能であることが明らかとなった。本研究で開発された装置は、平成13年5月ごろから、共同開発を行った(株)リガクより市販される。
また、極低温実験手法を用いることにより、筋小胞体カルシウムポンプ(分子量11万)、シタロン脱水酵素変異体(分子量6万)、F1ATPaseなどの低温結晶構造解析を実施するとともに、低分子量蛋白質アズリンの0.9オングストローム分解能での原子分解能構造解析を行っている。

Research Products

• [Publications] M.Nakasako: "Hydration structures of proteins investigated by cryogenic X-ray crystal structure analyses"Cellular and Molecular Biology "Water in Cell" issue . (in press). (2001)
• [Publications] M.Nakasako et al.: "Large-scale domains movements and hydration structure changes in the active-site cleft in unligated glutamate dehychogenase."Biochemistry. (in press). (2001)
• [Publications] I,Endo et al.: "Fe-type nitrile hyodratase"Journal of Inorganic Biochemistry. (in press). (2001)
• [Publications] 中迫雅由 ら: "筋小胞体カルシウムポンプの結晶構造解析"日本結晶学会誌.. 42. 478-485 (2000)
• [Publications] Zhang et al.: "Detailed characterzation of the cooperative mechamism of Ca^<2+> binding and catalytic activation in the Ca^<2+> transport (SECA) ATPase"Biochemistry. 39. 8758-8767 (2000)
• [Publications] Toyoshima et al.: "Caystal structure of the calgium pump of sarcoplasmic reticulum at 2.6 A resolution"Nature. 405. 647-655 (2000)