2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of novel time-resolved diffusion method and application to detection of protein conformation and intermolecular interaction
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17H03008
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
寺嶋 正秀 京都大学, 理学研究科, 教授 (00188674)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | タンパク質反応 / 分子間相互作用 / 光反応 / 拡散 / 熱力学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
タンパク質の反応機構を分子論的に明らかにするために、構造変化や分子間相互用変化を時間分解で検出できる、時間分解回転拡散計測法を、実験手法として確立することを試みた。この手法をタンパク質の折り畳みダイナミクスに適用するため、光色素導入で構造が変化しないタンパク質とその部位を円二色性測定などを用いて決定した。こうして得られた情報を基にして、蛍光色素をタンパク質に導入し、変性剤で変性させつつ蛍光の偏光解消速度をピコ秒からナノ秒の時間スケールで検討した。その結果、円二色性分光では2状態的な変性過程を取ると考えられていたタンパク質においても、部位特異的に異なった変性過程を示すものがあることを見出した。これは、折り畳み過程が完全な2状態的転移ではなく、部位ごとに異なることを示す。また、部位における揺らぎ運動が促進される様子も観測することに成功した。この揺らぎは、構造を取りにくい部位で特に起こりやすいことが分かった。次に、このシステムをタンパク質反応の時間分解計測に用いるために、ストップドフロー装置の開発を行った。わずかしか生成できないタンパク質反応に適用するためには、溶液混合速度の向上とともに、用いるサンプル溶液の微量化が必要となる。このために、非常に小さい混合セルを備えた新しいストップドフロー装置を開発した。また、圧縮空気を用いることでミリ秒の時間分解能で拡散係数変化を測定できることを確認した。更に、このストップドフローシステムを用いて光に応答しないタンパク質への展開を図るため、新しいプローブ分子の開発も行った。これにより、光センサータンパク質だけでなく、一般のタンパク質に適用できるシステムがほぼ完成したと言える。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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