2002 Fiscal Year Annual Research Report
バクテリオロドプシンの光反応過程における動的構造解析
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14780519
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| Research Institution | Japan Synchrotron Radiation Research Institute |
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Principal Investigator |
岡 俊彦 (財)高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門II, 研究員 (60344389)
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| Keywords | バクテリオロドプシン / 時分割X線回折実験 / 光受容蛋白質 / 放射光 / SPring-8 |
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| Research Abstract |
高度好塩菌の細胞膜上に存在し、光を吸収して一分子で水素イオンを膜外に輸送する蛋白質バクテリオロドプシン(BR)の光反応過程における構造変化を調べた。BRはその光反応過程でヘリックスが傾くような大きな構造変化を起こすことが明らかとなっていた。しかしその構造変化が光反応のどの段階で起きるかをしめす明らかな結果はでていないので、これを明らかにする目的で時分割X線回折実験により調べた。試料はBRの2次元結晶である紫膜を用い、実験は大型放射光施設SPring-8のBL40XUで行った。YAGレーザー(532nm)により試料の反応を励起し、遅延をおいて5マイクロ秒幅のX線パルスを照射し、ある時間点でのX線回折を測定した。そして遅延を変えて測定を行い時間的に連続なデータとした。試料の湿度をコントロールしM中間体の蓄積を制御して測定した結果、構造変化はM中間体の間におきていることが明らかになった。このことからM中間体は分光測定のデータ解析から言われているようにM1とM2に分かれることが明らかになり、またその違いはM1とM2の間で起こる大きな構造変化であることがはじめて本実験で明確になった。これはBR内のアミノ酸残基の水素イオン化状態の遷移と構造変化のずれが水素イオン輸送過程で起こっていることを示すもので、水素イオン輸送機能を考える上で非常に重要であると考えられる。また測定法に改良を加え、膜面の横方向からX線を照射することにより観測する回折強度を増大させた。次年度以降の測定に有効であると思われる。
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