2016 Fiscal Year Annual Research Report
Crystallization technique for high-quality protein crystals in light of the entropy change under application of an external electric field
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15K14484
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
小泉 晴比古 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (10451626)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 交流電場印加 / タンパク質結晶 / 結晶の完全性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
タンパク質分子の構造解析の精密化は、これまで如何に高角の回折波を検出するかという一点にのみ注意が向けられ、放射光施設の高輝度化、および、検出器システムの高感度化といった装置の開発が国内外で活発に行われてきた。しかし、SPring-8のような高輝度放射光施設を用いても、創薬において最低限必要とされる1.5 オングストローム以下の分解能を持つタンパク質分子の構造は、Protein Data Bankに登録されるすべてのタンパク質の内の僅か9 %にしか過ぎない。これは、高輝度化および高感度化といった測定技術の向上にのみ目を向けるだけでは限界があることを如実に示している。つまり、タンパク質結晶の不完全性にも目を向け、なぜ高角の回折波が起こり難いのかという問題に取り組む必要がある。
近年、申請者は、1 MHzの交流電場を印加しながら正方晶リゾチームを育成することにより、その結晶の完全性の向上に成功した（J. Appl. Cryst. 46, 25 (2013).）。そして、1 MHz印加による結晶性の向上が、結晶内のサブグレイン間の配向不整と局所的な歪みの減少に起因していることを明らかにしてきた（Cryst. Growth Des. 14, 5662 (2014).）。しかしながら、交流電場による結晶内のサブグレイン間の配向不整と局所的な歪みの減少のメカニズムは、これまで不純物の取り込みの観点から議論してきたが、十分に明らかにできていない。
そこで、本申請では、その場観察を行い、実際に正方晶リゾチームが成長する様子を観察することによって、成長のカイネティックを評価し交流電場の影響を調査した。結果として、1 MHz印加することによって、正方晶リゾチームの面成長速度の低下が起こることがわかった。そして、その低下が表面自由エネルギーの上昇によってもたらされていることを明らかにした。
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Research Products
(5 results)
