2003 Fiscal Year Annual Research Report
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15076210
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
中迫 雅由 慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (30227764)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡 俊彦 慶應義塾大学, 理工学部, 助手 (60344389)
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| Keywords | 蛋白質構造 / 蛋白質水和 / 低温結晶構造解析 / 光受容蛋白質 / X線散乱・回折 / 阻害剤 |
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| Research Abstract |
本研究では、"蛋白質分子認識過程における水和構造変化"をX線散乱・回折実験や分子動力学計算によって詳細かつ具体的に解析することを目的とする。今年度は、この研究目的に適した、機能発現時に大規模ドメイン運動や水和構造変化を伴う酵素蛋白質、生体内情報伝達の初発反応を担う光受容蛋白質の試料調製技術の確立、試料性状の検討など、来年度からの本格的な研究に向けての基盤整備を行った。また、新たな回折・散乱実験技術開発の検討を開始した。
本研究の目的に適した蛋白質として、シタロン脱水酵素、グルタミン酸脱水素酵素、アリールマロン酸脱炭酸酵素、ブラストサイジンSデアミナーゼなどを取り上げ、それら大量発現系の構築と試料調製・結晶化に勤めた。シタロン脱水酵素に関しては、変異体の結晶構造を解析し、酵素補足機能に重要なC末端領域が異なる立体構造をとることが明らかとなった。Val75Met+Phe162Ala変異体に関しては、同酵素の新たな阻害剤開発にかかわる解析も行った。また、他の変異体についても結晶化に成功した。グルタミン酸脱水素酵素とアリールマロン酸脱炭酸酵素に関しては構造解析に適した結晶を取得できた。
光受容蛋白質として植物の光形態形成初発反応を担うフォトトロピン1,2のフラグメントとフィトクロムAを取り上げ、試料標品の性状と高次構造を知るためにX線小角散乱実験を実施した。フォトトロピンについては、機能ドメインの高次構造を決定することができ、光照射によって機能ドメインの相互作用が変化し、散乱強度変化を与えるほどの大規模なドメイン配置の変化が明らかとなった。フィトクロムAはこれまでの懸案であった赤色光照射下での高次構造変化の検出に成功し、機能ドメインの大規模な再配置が形態形成反応の引き金となることが強く示唆された。
将来の実験に備えてサブゼロ温度領域での高輝度高強度放射光実験技術の開発・検討を行うとともに、光照射下でX線回折実験を行うための同時測定装置を試作した。水中蛋白質の分子動力学計算で得られるトラジェクトリーについて、水素結合ネットワークに着目した水和構造の解析を行った。
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[Publications] Yamada, N., Motoyama, T., Nakasako, M., Kagabu, S., Kudo, T., Yamaguchi, I: "Enzymatic characterization of scytalone dehydratase Val75Met variant found in melanin biosynthesis inhibitor (MBI-D) resistant strains of the rice blast fungus."Biosci.Biotech.Biochem. (in press). (2004)
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[Publications] Nakasako, M: "Water-protein interactions from high-resolution protein crystallography."Phil.Mag.Trans.B. (in press). (2004)
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[Publications] Oka, T., Inoue, K., Yagi, N.: "Microsecond Time-resolved Diffraction and Scattering Measurements System Using Semi-monochromatic X-ray Pulse at SPring-8 BL40XU."Proceedings of the Eighth International Conference on Synchrotron Radiation Instrumentation. (in press). (2004)
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[Publications] Suzuki, Y., Takeuchi, A., Takano, H., Uesugi, K., Oka, T., Inoue, K: "X-ray imaging microscopy using Fresnel zone plate objective and quasi-monochromatic undulator radiation."Rev.Sci.Instrum.. (in press). (2004)
