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2005 Fiscal Year Annual Research Report

蛋白質分子認識過程における水和構造のダイナミクス

Research Project

Project/Area Number 15076210
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

中迫 雅由  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (30227764)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 岡 俊彦  慶應義塾大学, 理工学部, 助手 (60344389)
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
Research Abstract

本研究では、蛋白質のダイナミクス、機能と水和の相関解明に向けて、機能発現における蛋白質水和構造変化の追跡を目的とした、X線散乱・回折実験と分子動力学計算などを実施し以下の成果を得た。
1.グルタミン酸脱水素酵素斜方晶系結晶の構造を分解能1.9Åで決定し、また、正方晶系結晶で観測された散漫散乱パターンからドメイン運動の様態を解析中である。ハプテン結合状態抗体Fv-fragmentの結晶構造では、ごく少数の水分子が構造変化を制御することを見出した。シタロン脱水酵素の変異体について、阻害剤結合状態、非結合状態の結晶構造解析などから、基質結合メカニズムを推定した。他にも結晶構造解析が進行中である。
2.分子動力学計算において、タンパク質表面近傍での水分子挙動に焦点をあて、蛋白質周囲の水素結合形成確率と水素結合ネットワークを調べた。得られた結果は、低温結晶構造解析で得られた水和構造の静的特徴とよく一致した。
3.PASドメイン含有し、植物の光形態形成で主要な役割を担う光受容蛋白質の高次構造をX線小角散乱実験によって解析した。暗中と光照射下での散乱パターンを比較した結果、Phytochrome Aにおいては、光照射による大規模な構造変化が結論付けられた。
4.高強度X線マイクロビームの利用技術開発を行い、構造研究に応用した、さらに、高干渉性X線による蛋白質分子の時間相関関数測定を目指し、測定方法の開発を進めた。サブゼロ温度領域でのX線散乱・回折実験用試料槽を試作し、実用試験中である。
5.原子間力顕微鏡によって蛋白質の運動を直接測定する技術の開発を試みている。現在、lysozyme、グルタミン酸脱水素酵素などの蛋白質結晶について、表面蛋白質分子配列を解像できるようになった。

  • Research Products

    (15 results)

All 2006 2005

All Journal Article (15 results)

  • [Journal Article] A fluorescent antibiotic resistance marker for rapid production of transgenic rice plants.2006

    • Author(s)
      Ochiai-Fukuda, T. et al.
    • Journal Title

      J.Biotech. in press(印刷中)

  • [Journal Article] Hydrogen-bond patterns in the hydration structure of a protein.2005

    • Author(s)
      Yokomizo, T.Nakasako, M., Yamazaki, T., Shindo, H.Higo, J.
    • Journal Title

      Chem.Phys.Lett. 401

      Pages: 332-336

  • [Journal Article] Light-induced global structural changes of phytochrome A regulating photomorphogenesis in plants.2005

    • Author(s)
      Nakasako, M., Iwata, T., Inoue K., Tokutomi S.
    • Journal Title

      FEBS J. 272

      Pages: 603-612

  • [Journal Article] Structural transition of bacteriorhodopsin is preceded by deprotonation of Schiff base : Microsecond time-resolved X-ray diffraction study of purple membrane.2005

    • Author(s)
      Oka, T., Inoue, K., Kataoka, M., Yagi, N.
    • Journal Title

      Biophys.J. 88

      Pages: 436-442

  • [Journal Article] Quaternary structure of LOV-domain containing polypeptide of Arabidopsis FKF1 protein.2005

    • Author(s)
      Nakasako M., Matsuoka, D., Zikihara.K., Tokutomi, S.
    • Journal Title

      FEBS Lett. 579

      Pages: 1067-1071

  • [Journal Article] Patterns and networks of hydrogen-bonds in the hydration structure of human lysozyme.2005

    • Author(s)
      Yokomizo, T., Higo, J., Nakasako, M.
    • Journal Title

      Chem.Phys.Lett. 410

      Pages: 31-35

  • [Journal Article] Conformational dynamics of complementarity determining region H3 of an anti-dansyl Fv fragment in the presence of its hapten.2005

    • Author(s)
      Nakasako, M., Oka, T., Masumo, M., Takahashi, H., Shimada, I.et al.
    • Journal Title

      J.Mol.Biol. 351

      Pages: 627-640

  • [Journal Article] Structural analysis of cell membrane complex of a hair fibre by micro-beam X-ray diffraction.2005

    • Author(s)
      Ohta, N., Oka, T.Inoue, K., Yagi, N., Kato, S., Hatta, I.
    • Journal Title

      J.Appl.Cryst. 38

      Pages: 274-279

  • [Journal Article] Discovery of MBI-D resistant buster compounds-inquiry of effective compound among derivatives of MBI-D products.2005

    • Author(s)
      Kurahashi, Y., Kagabu, S., Yamada, N., Mitsugi, Y., Shimizu, M., Nakasako, M., Yamaguchi, I.
    • Journal Title

      J.Pesticide.Sci. 88

      Pages: 436-442

  • [Journal Article] Tertiary and quaternary structures of phytochrome A.2005

    • Author(s)
      Nakasako M., Tokutomi, S.
    • Journal Title

      Light Sensing in Plants(Eds. Wada, M., Shimazaki, K., Iino, M.) Springer Verlag 第一版

      Pages: 43-49

  • [Journal Article] Water-protein interactions studied by cryogenic X-ray crystallography.2005

    • Author(s)
      Nakasako, M.
    • Journal Title

      Hydrogen and Hydration in Proteins and Nucleic Acids(Eds.Niimura, N., Mizuno, H., Helliwell, J., Westhof, E.)(KubaPro) 第一版

      Pages: 135-139

  • [Journal Article] LOV photoreceptors in Plants ; Molecular structure, photoreaction and signal transduction.2005

    • Author(s)
      Matsuoka, D., Nakasako, M., Zikihara, K., Tokutomi, S.
    • Journal Title

      Proceedings of the 15th International Symposium on Flavins and Flavoproteins in press

  • [Journal Article] 結晶を冷却する2005

    • Author(s)
      中迫雅由
    • Journal Title

      タンパク質の結晶化(京都大学出版会) 第一版

      Pages: 267-281

  • [Journal Article] タンパク質の水和構造2005

    • Author(s)
      中迫雅由, 肥後順一
    • Journal Title

      現代化学 No.413

      Pages: 48-54

  • [Journal Article] X線結晶解析2005

    • Author(s)
      中迫雅由
    • Journal Title

      タンパク質科学 -構造・物性・機能(後藤, 桑島, 谷澤編)(化学同人) 第一版

      Pages: 33-43

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Published: 2007-04-02   Modified: 2016-04-21  

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