2016 Fiscal Year Annual Research Report
Time-resolved analysis of oxygen-binding saturation and structural changes in the crystal of the giant hemoglobin
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15K20971
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
沼本 修孝 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助教 (20378582)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | X線結晶構造解析 / 顕微分光 / 四次構造変化 / 協同性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、無脊椎動物由来の巨大ヘモグロビン結晶において酸素結合の飽和度と立体構造が同時に変化する過程を時分割的に精密観測する。研究最終年度の平成28年度は、以下の通り研究を実施した。
前年度に引き続き、マシコヒゲムシ由来巨大ヘモグロビンを用いて結晶の調製を行った。
前年度は得られた結晶をポリエチレングリコールとdithioniteを加えた溶液に浸漬させることで酸素解離型結晶へ移行させたうえで、レーザーを用いた結晶加工機により結晶の厚さを約30 umに加工して顕微分光を行っていた。しかしながら、この方法では結晶の中心部分が酸素解離型へ十分に移行していない可能性が示唆された。これを改善するため本年度は、得られた結晶をまず結晶加工機を利用して薄い（約30 um）板状に加工し、次いでポリエチレングリコールとdithioniteを加えた溶液に浸漬させることで酸素解離型結晶へ移行させた。このようにあらかじめ加工した薄い結晶を用いることにより、酸素結合飽和度が20-10%とより低い状態の結晶を安定的に作製することが可能となった。この方法では、X線回折実験も約30 um厚で行うことになり、分解能の大幅な低下が懸念されたが、高輝度かつ最新のPAD型X線検出器が備わった放射光ビームラインで実験を行うことにより、分解能の低下を最小限に抑えてデータ収集を行うことができた。
現在、研究期間全体を通して集めたデータを詳細に解析しており、酸素結合の飽和度と立体構造変化の相関関係について、特に局所的な三次構造変化と、分子全体の大きな四次構造変化がどのように進行していくのかについて、実験で得られた知見を近日中に論文として公表する予定である。
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