2021 Fiscal Year Annual Research Report
prediction of proton transfer in proteins based on hydrogen-bond network structures
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18H01186
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
斉藤 圭亮 東京大学, 先端科学技術研究センター, 准教授 (20514516)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 水素結合 / プロトン移動 / 光合成 / QM/MM法 / 分子動力学法 / 電子移動 / ダイナミクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物や藻類の光合成において水を分解し酸素を発生する反応を触媒する蛋白質である光化学系II，様々な機能を持つ光受容蛋白質群であるロドプシンなどのプロトン移動に着目し，水素結合ネットワークとの関連を調べた．以下はその成果の一部である．これらの成果はすべて査読付き国際誌に論文として発表済みである．
■1) 光化学系IIの触媒部位Mn4CaO5錯体からの電子移動と共役したプロトン移動機構を明らかにした．■2) 光化学系II反応中心における電子の終着点であるキノンへの電子共役プロトン移動の機構とプロトン移動経路を明らかにした．■3) 光化学系IIのキノンの放出に伴うプロトン移動の機構とその経路を解明した．■4) 光化学系IIの非アクティブな電子移動経路上に存在する酸化還元活性をもつチロシン残基(TyrD)の酸化還元に伴い，低障壁水素結合が形成されることを明らかにした．■5) 植物の光化学系IIに特異的にみられる表在性蛋白質の変異体では，変異アミノ酸周辺の水素結合ネットワークが変化するために酸素発生反応に影響を与えることを明らかにした．■6) ロドプシンにおいて色素が形成する低障壁水素結合で起こるプロトン移動により、色素の吸収波長が変化する機構を明らかにした．■7)ヘリオロドプシンではプロトン移動に誘起されて構造変化が起こることを明らかにし，その分子機構を解析した．■8) イネに存在するケイ酸輸送蛋白質における輸送機構と水素結合ネットワークとの関係を明らかにした．
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| Research Progress Status |
令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] A newly designed hyperpolarized molecular probe enables the in vivo detection of aminopeptidase N activity from the tumor regions in animals2022
Author(s)
Hiroyuki Yatabe, Yutaro Saito, Iori Tamura, Yohei Kondo, Ryo Ishida, Tomohiro Seki, Keita Hiraga, Akihiro Eguchi, Yoichi Takakusagi, Keisuke Saito, Nobu Oshima, Hiroshi Ishikita, Kazutoshi Yamamoto, Murali C. Krishna, Shinsuke Sando
Organizer
WMIC2022
Int'l Joint Research
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