2018 Fiscal Year Annual Research Report
Neutron D/H contrast crystallography for hydrogen and hydration analysis of macromolecules
| Project/Area Number |
16K05014
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
茶竹 俊行 京都大学, 複合原子力科学研究所, 准教授 (30383475)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤原 悟 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 東海量子ビーム応用研究センター, 上席研究員(定常) (10354888)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 中性子 / 結晶学 / D/Hコントラスト法 / 水和構造 / 生体分子 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
中性子線回折の最大の特徴は、水素原子の検出能力に優れていることである。中でも、生体分子とその周囲を取り囲む水和水を構成する原子の半数以上は水素原子であり、中性子結晶解析は生体分子の構造研究において特別な位置を占めている。我々の研究目的は、中性子結晶解析に重水素/軽水素(D/H)コントラスト法を組み合わせ、効率と精度を飛躍的に向上させ、生体分子の構造研究に貢献することである。D/Hコントラスト法は、中性子線の重水素と軽水素に対する散乱長の違いによるコントラストを水素原子の検出に利用する方法であり、我々が開発した実空間D/Hコントラス法による中性子結晶解析は、簡便で高精度かつ高効率の構造解析と水素原子の観察が可能となる強力な手法である。
リボヌクレアーゼA(RNase A)を用いた中性子実験で、独自の重水素/軽水素コントラストの計算アルゴリズムを開発して、その有用性を報告している。本研究では、タンパク質内部のプロトネーションと周囲の水和構造に着目して、 (1) RNase Aデータをテストデータとして用いたD/Hコントラストのための解析プログラムの開発、(2) RNase Aを用いての量子ビーム実験、具体的には中性子、X線溶液散乱との比較、さらに、(3)他のタンパク質(リゾチームやインシュリン)などをテストサンプルとして用いた本手法の応用、(4) D/Hコントラストの実用に向けた、ソフトウェアの一般化と整備を目標として、研究を進めた。
前年の成果に基づいて、30年度についても研究を進め、進展状況で述べるようにほぼ所定の目標を達成した。
|
