2018 Fiscal Year Research-status Report
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16K07326
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| Research Institution | Jichi Medical University |
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Principal Investigator |
柴山 修哉 自治医科大学, 医学部, 教授 (20196439)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ヘモグロビン / アロステリー / X線結晶構造解析 / 光解離 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、研究代表者の柴山が開発した独自のヘモグロビン分子の調製法と結晶化技術に、高繰り返し光解離法と低温捕捉X線解析法を組み合わせて、配位子光解離後のヘモグロビン分子内動態の直接観測を目指している。この年度は、本研究の中心課題である放射光構造解析実験を進めるため、高エネルギー加速器研究機構のビームタイム（PF AR NW12AとPF 5A）を前後期の3回利用した。これらに合わせたヘモグロビン調製・結晶化を進めると共に、昨年度までに構築した結晶顕微分光測定システムを用いて各結晶のCO光解離条件を決定した。これらの基礎実験を基にPF放射光でレーザー光解離実験を行った。
前期の実験では、T状態CO結合型ヘモグロビン結晶を対象としたCO光解離前後の単結晶X線構造解析を行い1.45Å分解能のデータセットを取得した。T状態ではほぼ完全な光解離が達成され、α鎖中とβ鎖中のCOの移動経路をそれぞれ明確に同定することができた。また、α鎖とβ鎖の主鎖レベルのタンパク質の動きの違いも観測することができた。
後期の実験では、R状態CO結合型ヘモグロビン結晶とR2状態CO結合型ヘモグロビン結晶を対象としたCO光解離前後の単結晶X線構造解析を行い、それぞれ1.60Å分解能と1.70Å分解能のデータセットを取得した。これらの試料の光解離収率は50％弱とT状態のそれよりは低かったが、差フーリエマップでCOの移動経路をそれぞれ追跡することができた。これらの結果を整理し、論文発表の準備を行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画していたT状態とR状態のCO結合型ヘモグロビン結晶の高分解能光解離構造解析実験に成功した。この年度は、研究をさらに進めて、結晶作製の難易度の高いR2状態CO結合型ヘモグロビン結晶の高分解能光解離構造解析実験にも成功した。これらの研究結果から、ヘモグロビンのとりうる構造空間内の包括的な議論が可能となる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は構造解析の精密化作業を完成させ、結果を論文発表する。
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| Causes of Carryover |
放射光実験をつくば高エネ研で集中的に行ったため、これに関わる旅費・物品費を予定より節約することができた。また、年度最後の放射光実験が3月に配分されたため、研究成果の論文化が予定より遅れ、発表・投稿料などの支出が次年度に持ちこされる形となった。生じた次年度使用分助成金は、（延長申請した）次年度の研究成果発表に有効利用する予定である。
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