2017 Fiscal Year Annual Research Report
Understanding the mechanism of structural stability for thermophilic rhodopsin
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15K18519
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
塚本 卓 北海道大学, 先端生命科学研究院, 助教 (30744271)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ロドプシン / 膜タンパク質 / イオンポンプ / フラッシュフォトリシス / プロトン移動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者が発見した高度好熱菌由来の光受容膜タンパク質・サーモフィリックロドプシン(TR)について，高い熱安定性を生み出す構造的要因を明らかにすること，さまざまな物理的・化学的刺激に対する構造安定性を定量的に評価することを目的に，本研究を実施している。本研究で得られた知見をもとに，他の膜タンパク質への適用も可能な構造安定化法の確立や，TRの高い安定性を利用した計測 や材料応用への展開を目指している。
研究の進捗状況を考慮し、平成29年度には上記の目標を発展させ、TRの分子機能の解析に焦点を置いた。TRのプロトンポンプ機能の詳細解明を目指して、数種類のアミノ酸置換体の作成した。それらについて、紫外可視吸収分光法および時間分解吸収分光法を用いて、吸収スペクトルおよび、プロトン輸送を担う光反応中間体の形成・崩壊に対するpH依存性を細かく調査した。データ解析から、プロトン輸送に関わるアミノ酸残基の酸解離定数（pKa）を算出した。
本研究を進める中で、TRのプロトン輸送機能に関する珍しい現象を発見した。その詳細を明らかにするため、さらなる分光解析を行った。また、TRの分子内部で起こる光反応中間体の生成・崩壊に伴うプロトン移動反応を、早い時間分解能で観測できる独自の手法（ITO（酸化インジウムスズ）電極法；Tamogami et al. (2009) Photochem. Photobiol. 85, 578-589）を用いて計測した。研究は現在進行中であり、今後はさらに詳細な検討および計測・解析を進める。
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[Presentation] Ultrasensitive neural silencing activity of anion channelrhodopsin-2 (ACR2) in Caenorhabditis elegans2017
Author(s)
Maki, M., Doi, S., Kojima, K., Chowdhury, S., Tsukamoto, T., Yamanaka, A., Takagi, S., Sudo, Y.
Organizer
日本生物物理学会第55回年会
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[Presentation] Functional analysis of T126E mutant of Natronomonas pharaonis halorhodopsin2017
Author(s)
Abe, S., Kikukawa, T., Tsukamoto, T., Aizawa, T., Kamo, N., Demura, M.
Organizer
日本生物物理学会第55回年会
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[Presentation] Functional analysis of Na+-pumping rhodopsin focusing on acidic residues on the extracellular surface2017
Author(s)
Okamura, A., Kikukawa, T., Tsukamoto, T., Aizawa, T., Kamo, N., Demura, M.
Organizer
日本生物物理学会第55回年会
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[Presentation] Over expression of recombinant peamaclein, a cycteine-rich plant allergenic peptide derived from peach pulp2017
Author(s)
Suzuki, H., Kato, T., Yasumoto, M., Iwama, K., Okamura, A., Kato, T., Kitada, N., Kuddus, Md. R., Rumi, F., Tsukamoto, T., Kikukawa, T., Demura, M., Aizawa, T.
Organizer
日本生物物理学会第55回年会
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[Presentation] Functional importance of trimer formation of light-driven H+ pump Gloeobacter rhodoosin2017
Author(s)
Iizuka, A., Kikukawa, T., Kajimoto, K., Fujisawa, T., Tsukamoto, T., Aizawa, T., Kamo, N., Unno, M., Demura, M.
Organizer
日本生物物理学会第55回年会
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[Presentation] Analysis of Na+ transfer reactions of Na+-pumping rhodopsin2017
Author(s)
Murabe, K., Kikukawa, T., Tsukamoto, T., Aizawa, T., Kamo, N., Demura, M.
Organizer
日本生物物理学会第55回年会
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[Presentation] Mass production of fowlicidin, a cathelicidin antimicrobial peptide by a calmodulin-peptide fusion and coexpression system2017
Author(s)
Onuma, K., Ishida, H., Kato, T., Tsukamoto, T., Kikukawa, T., Demura, M., Vogel, HJ., Aizawa, T.
Organizer
日本生物物理学会第55回年会
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[Presentation] Spectroscopic analysis of RmXeR, an inward H+ pump rhodopsin from the marine bacterium Rubricoccus marinus SG-29T2017
Author(s)
Inoue, S., Yoshizawa, S., Kojima, K., Tsukamoto, T., Kikukawa, T., Sudo, Y.
Organizer
日本生物物理学会第55回年会
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[Presentation] Distinctive functional and photochemical properties among light-driven sodium ion pumping rhodopsins2017
Author(s)
Kurihara, M., Hashimoto, M., Yoshizawa, S., Kojima, K., Tsukamoto, T., Kikukawa, T., Sudo, Y.
Organizer
日本生物物理学会第55回年会
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[Presentation] Comparative studies on light-driven sodium pumping rhodopsins2017
Author(s)
Kurihara, M., Hashimoto, M., Yoshizawa, S., Kojima, K., Tsukamoto, T., Kikukawa, T., Sudo, Y.
Organizer
日本生物物理学会中四国支部講演会
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[Presentation] Demonstration of a light-driven SO42- transporter from the cyanobacterium and its spectroscopic characterization2017
Author(s)
Niho, A., Yoshizawa, S., Tsukamoto, T., Kurihara, M., Tahata, S., Nakajima, Y., Mizuno, M., Kuramochi, H., Tahara, T., Mizutani, Y., Sudo, Y.
Organizer
International Symposium on Biophysics of Rhodopsins
Int'l Joint Research
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