Development of peak deconvolution method for pulsed neutron diffraction data of protein long lattice crystals

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K16083
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 43040:Biophysics-related
• Research Institution: Ibaraki University
• Principal Investigator: Yano Naomine 茨城大学, フロンティア応用原子科学研究センター, 産学官連携助教 (60724721)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: タンパク質 / 中性子結晶構造解析 / 連続波長中性子 / データ処理法 / 強度分離

Outline of Final Research Achievements

The iBIX neutron diffractometer for protein single crystals installed in the high-intensity proton accelerator facility J-PARC in Tokai, Ibaraki Prefecture, is partly depending on the neutron wavelength and scattering angle 2θ and has the problem that diffraction spots overlap and the intensity cannot be determined when one side of the lattice length exceeds 135 angstrom. Therefore, in order to expand the measurement target of iBIX, we have developed a method for separating the intensity of diffraction spots by applying the profile fitting method.
The developed method was implemented in the iBIX-dedicated data processing software STAR Gazer so that it could be used on a graphical interface. We created a manual so that users can download it from the web together with the software.

Free Research Field

タンパク質中性子結晶構造解析

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

タンパク質単結晶用中性子回折装置iBIXでは回折斑点の重なりが生じない測定対象は格子長の1辺が135Åまでであった。強度分離法の開発により一部の回折斑点が重なった場合でも積分強度の決定が可能となった。今後、J-PARCの加速器出力が最大の1MWに達する予定で、これまで測定時間が長くなることから対象とみなされていなかった長格子結晶でも中性子結晶構造解析が可能になることが予想される。加速器出力の増加と強度分離法の開発によりiBIXの測定対象が拡大し、創薬、エネルギー開発、産業の発展などに貢献する可能性が考えられる。