2005 Fiscal Year Annual Research Report
非共鳴ラマン分光法によるタンパク質全体の構造変化の追跡
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16570131
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| Research Institution | TOHOKU UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
海野 雅司 東北大学, 多元物質科学研究所, 助手 (50255428)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山内 清語 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (10127152)
徳永 史生 大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80025452)
徳富 哲 大阪府立大学, 大学院・理学研究科, 教授 (90142009)
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| Keywords | ラマン分光法 / 振動分光法 / 光受容タンパク質 / 密度汎関数理論 / 信号伝達 |
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| Research Abstract |
タンパク質が機能する上で重要な動的構造を解析する研究手段にラマン分光法がある。ラマン分光法によるタンパク質研究のほとんどは励起光の波長と分子の吸収波長が一致するとラマン信号が増大する共鳴効果を用い、発色団など特定部位の振動スペクトルを測定している。しかし共鳴効果は吸収帯が200nm以下の鎖状アミノ酸残基には応用できず、タンパク質全体の構造解析には限界がある。また蛍光を発する試料の場合、しばしば蛍光によって微弱なラマン信号の観測が妨げられるという問題もある。そこで本研究では光受容タンパク質を題材に非共鳴ラマン分光を中心にした研究から機能発現に伴うタンパク質全体の構造変化の追跡を試み、以下の成果を得た。
1.フラビンを発色団として有する新規青色光受容タンパク質、BLUFタンパク、について、アミノ酸残基を一部改変した変異タンパク質についてラマンスペクトルの測定を行った。また結晶構造を基に密度汎関数理論に基づいた基準振動解析を行った。これらの結果から暗状態ならびにシグナル状態について活性部位の構造を明らかにすることができた。
2.紅色光合成細菌由来の青色光受容タンパク質であるイエロープロテインについて、同位体ラベルした発色団を再構成した試料について共鳴および非共鳴のラマンスペクトルを測定した。更に密度汎関数理論に基づいた基準振動解析を行い、主なラマンバンドの帰属に成功した。
3.BLUFタンパク質と同様にフラビンを発色団として有する青色光受容タンパク質であるフォトトロピンについて、暗状態とシグナル状態のラマンスペクトルの測定を行った。フォトトロピンはBLUFタンパク質とは異なり、発色団の大きな構造変化が観測された。
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