2022 Fiscal Year Research-status Report
Probing conformational changes in protein reaction sites via Raman optical activity
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21K04997
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
藤澤 知績 佐賀大学, 理工学部, 准教授 (60633493)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | ラマン光学活性分光法 / 光受容タンパク質 / 低温ラマン分光法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究で対象とする光受容タンパク質は一般に発色団を言われる色素分子を内部に持ち、これらのタンパク質のなかで起こる発色団の光化学反応によって光感知やイオン輸送などの機能を発現する。今年度は微生物由来の種々の光受容タンパク質に対して、低温ラマン測定による発色団の光化学反応機構の研究を進め、光反応で生成する中間体の立体的構造を取得するために低温捕捉法を用いたラマン光学活性分光装置の開発を行った。低温ラマン測定ではレチナール色素を発色団として内包する微生物型ロドプシンやp-クマル酸を持つ光活性イエロータンパク質を具体的な研究対象とした。光活性イエロータンパク質については光反応の初期に現れる複数の中間体について網羅的な低温ラマン測定とラマンスペクトルに基づいた構造解析を実施した。光駆動型のナトリウムイオンポンプとして知られる微生物型ロドプシンについては、これまで不明であったO1およびO2中間体の発色団構造が得られ、これら２つ中間体の間でシス-トランス異性化が起こることを明らかにした。これら光受容タンパク質の中間体に対するラマン光学活性装置の開発と応用に関しては、光学系を組み上げて典型的なキラル分子のラマン光学活性スペクトルをクライオスタット内で測定できる段階となった。
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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
本研究はラマン光学活性分光法を光受容タンパク質の反応中間体に応用して、タンパク質の過渡的状態の立体構造解析を実施することを主眼としている。具体的には極低温下でのラマン光学活性スペクトルを取得する装置を製作して、低温下で捕捉した光受容タンパク質の中間体の計測と構造解析を実施する。今年度はラマン光学活性装置を製作して典型的なキラル試料に対して低温捕捉用のクライオスタット内でラマン光学活性スペクトルを得られる段階となっており、また種々な光受容タンパク質の中間体を低温下で捕捉することは既に低温ラマン測定の実績がある。そのため、おおむね順調な進展と言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は実際に低温下の光受容タンパク質に対してラマン光学活性スペクトルを測定を行う計画である。ラマン光学活性スペクトル1つ当たりの測定時間は一般に数日程度である。そのため、今年度に製作した装置の安定性の向上が光受容タンパク質を対象とした測定には必要とされる。まず測定装置の安定性を改善・確認した後に、これまでのラマン測定から見出された長時間安定に捕捉できる反応中間体を対象として低温ラマン光学活性スペクトル測定を開始する予定である。また、今後は研究対象をシアノバクテリオクロム等の新規な光受容体へも拡張して、ラマン分光法およびラマン光学活性分光法を用いた研究を推進する。
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| Causes of Carryover |
光学部品などの消耗品の購入を来年度に持ち越したため約180000円の余りが生じた。翌年度の消耗品の購入にあてる。
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