2003 Fiscal Year Annual Research Report
蛋白質動的高次構造検出法の開発及びそれを用いた蛋白質構造・機能相関の解明
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14001004
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| Research Institution | Okazaki National Research Institutes |
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Principal Investigator |
北川 禎三 岡崎国立共同研究機構, 統合バイオサイエンスセンター, 教授 (40029955)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
内田 毅 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 助手 (30343742)
水谷 泰久 神戸大学, 分子フォトサイエンス研究センター, 助教授 (60270469)
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| Keywords | 蛋白質ダイナミクス / 共鳴ラマン分光 / 蛋白質高次構造 / アミロイド / 顕微赤外分光 / 紫外共鳴ラマン分光 / 時間分解共鳴ラマン / センサー蛋白 |
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| Research Abstract |
本研究では、蛋白質高次構造変化の中間体の振動スペクトルを観測する方法を開発し、動的高次構造の解明により構造・機能相関の理解を深める事を目標にして研究を進めた。主たる方法論は時間分解共鳴ラマン分光法と顕微赤外分光法で、対象としたテーマは1)センサーヘム蛋白質の環境感知、情報伝達、及び機能発現機構、2)DNA光修復酵素の反応機構、3)ナノ秒温度ジャンプ法を用いた蛋白質フォールディング/アンフォールディング初期課程、4)顕微偏光赤外分光法による蛋白質アミロイド化の構造化学、5)蛋白質の熱揺らぎと機能発現に沿った構造変化の相関、の解明である。1)〜4)は岡崎機構で、5)は神戸大学で研究を進めた。1)はNOセンサーである可溶性グアニレートシクラーゼのCO錯体がYC-1という薬剤の存在かで活性が100倍高くなる事に注目し、その共鳴ラマンスペクトルを詳しく調べた。O_2センサーとしてHemATのFe-O_2伸縮振動に注目して、この分子がO_2特異的に情報伝達する仕組みはディスタル側の水素結合ネットワークにある事を証明した。ヘモグロビンのCO脱着による4次構造変化を紫外共鳴分光法で検出し、α1-β2サブユニット界面を通してのサブユニット間情報伝達について詳しく調べた。この静的データを元に、本研究で製作中のサブナノ秒時間分解紫外共鳴ラマンの研究への戦略を練った。4)ではβ2マイクログロブリンのアミロイドフィブリルの顕微偏光赤外スペクトルを観測する事に成功した。そのコアを形成する11番目から21番目の11残基を化学合成し、これによるアミロイドフィブリルを作る事にも成功して、その赤外スペクトルからフィブリルの構造モデルを提案するに到った。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] D.OKUNO: "FTIR Detection of Protonation/Deprotonation of Key Carboxyl Side Chains Caused by Redox Change of the Cu_A-Heme a Hoiety and Ligand Dissociation from the Heme a_3-Cu_B Center of Bovine Heart Cytochrome c Oxidase"Journal of American Chemical Society. 125. 7209 (2003)
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[Publications] T.UCHIDA: "Multiple Monovalent Ion-Dependent Pathways for the Folding of the L-21 Tetrahymena Thermophila Ribozyme"Journal of Molecular Biology. 328. 463 (2003)
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[Publications] N.C.MAITI: "Resonance Raman Studies on Xanthine Oxiase : Observation of the Mo^<VI>-Ligand Vibration."Journal of Biological Inorganic Chemistry. 8. 327 (2003)
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[Publications] H.ARII: "C-H Activation by Cu(III)_2-O_2 Intermediate with Secondary Amino Ligand"Chemistry Letters. 32. 156 (2003)
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[Publications] H.HIRAMATSU: "Core Structure of Amyloid Fibril Proposed from IR-Microscope Linear Dichroism"Journal of American Chemical Society. 126. 3008 (2004)
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[Publications] B.PAL: "Resonance Raman study on Synergistic activation of soluble guanylate cyclase by imidazole, YC-1 and GTP."Journal of Inorganic Biochemistry. (in press). (2004)
