• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2011 Fiscal Year Annual Research Report

レーザー分子注入法によるタンパク質結晶化技術

Research Project

Project/Area Number 23360011
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

森 勇介  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90252618)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉川 洋史  大阪大学, 大学院・工学研究科, 招聘教員 (50551173)
Keywordsレーザー分子注入法 / タンパク質 / レーザー核発生 / 溶液撹拌 / ゲル
Research Abstract

(1)分子注入法によるタンパク質分子高濃度化の実証
モデルタンパクであるニワトリ卵白リゾチームをCoomassie Brilliant BlueR-250 (CBB-R)を用いて染色し、タンパク質の存在量を色の濃淡で可視化した。そして、フェムト秒レーザー(波長800nm,パルス時間幅182fs)照射後のゲル-溶液界面においてキャビテーション及び、この染色リゾチームがどのような挙動をとるか、高速カメラを用いて観察した。その結果、レーザーを溶液側に照射した場合、ゲル側に照射した場合どちらにおいてもタンパク質の濃集領域の形成が確認され、レーザー照射により分子がゲルに注入されることが示された。
(2)分子注入法によるタンパク質結晶核発生誘起効果の実証
(1)に示す2通りのレーザー照射をした後、タンパク質濃度が高くなった領域を遠続的に観察したところ、タンパク質が濃集した領域でのリゾチーム晶出確率が有意に高いことが確認された。特にゲル側照射した場合には、タンパク質の注入位置に結晶が晶出する様子が捉えられている。また、モデル物質として、有機低分子であるパラセタモール(タンパク質より核形成までの待ち時間が短い)を用いて同様の実験を行ったところ、ゲルー溶液界面から次々に晶出する様子をその場観察することに成功した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

平成23年度~25年度までの期間に進める予定であった3項目のうち、既に2項目がほぼ達成されている。タンパク質分子を染色することで、ゲル中への分子注入を直接視覚化した。また、モデル物質として鶏卵白リゾチーム(タンパク質)、およびパラセタモール(有機低分子)の核形成が誘起されることも示されている。

Strategy for Future Research Activity

鶏卵白リゾチームおよびパラセタモール以外の物質として、グルコースイソメラーゼやインシュリンなど、他のタンパク質でも同様の核発生確率の向上および核発生位置の制御が可能かどうかを確認していく。特に、異なる物質に見られる共通の現象を見出すことが今後の技術高度化への鍵になる。
ごく微小量しか入手ができない難結晶化タンパク質に本技術を適用するためには、シッティングドロップ法やハンギングドロップ法の結晶化プレートでもレーザーを照射できるように装置を改造する必要があり、現在装置改造が進行中である。ハードが整い次第、順次実験を進めていく。

  • Research Products

    (11 results)

All 2012 2011

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article]2012

    • Author(s)
      S.Sugiyama, M.Maruyama, G.Sazaki, M.Hirose, H.Adachi, K.Takano, S.Murakami, T.Inoue, Y.Mori, and H.Matsumura
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: Vol. 134 Pages: 5786-5789

    • DOI

      10.1021/ja301584y

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Influence of Energy and Wavelength on Femtosecond Laser-Induced Nucleation of Protein2011

    • Author(s)
      R.Murai, H.Y.Yoshikawa, 他
    • Journal Title

      Chemical Physics Letters

      Volume: 510 Pages: 139-142

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2011.05.016

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] フェムト秒レーザー誘起キャビテーションバブルによるタンパク質の結晶核発生2011

    • Author(s)
      吉川洋史, 他
    • Journal Title

      日本結晶成長学会誌

      Volume: 38 Pages: 161-168

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 固相ゲル上タンパク質結晶育成法における最適攪拌条件の検討2012

    • Author(s)
      青木裕介, 他
    • Organizer
      第59回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(17a-F11-13)
    • Year and Date
      2012-03-17
  • [Presentation] フェムト秒レーザーを用いたタンパク質結晶核発生技術の高度化~固相ゲルへのタンパク質分子の輸送~2012

    • Author(s)
      中山智詞, 他
    • Organizer
      第59回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(16p-E6-1)
    • Year and Date
      2012-03-16
  • [Presentation] Effects of solution stirring on behavior of defects during protein crystallization2011

    • Author(s)
      M.Maruyama, et al
    • Organizer
      Eco-materials and Eco-innovation for Global Sustainability (ECO-MATES 2011)
    • Place of Presentation
      Osaka(PT5-6)
    • Year and Date
      20111128-20111129
  • [Presentation] Improvement of Crystal Qualities by solution stirring techniques2011

    • Author(s)
      M. Maruyama, et al
    • Organizer
      XXII Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography (IUCr 2011)
    • Place of Presentation
      Madrid, Spain(MS49.P06(C534))
    • Year and Date
      20110822-20110830
  • [Presentation] Protein crystallization controlled by femtoseocnd laser-induced cavitation bubbles2011

    • Author(s)
      H.Yoshikawa, et al
    • Organizer
      The 12th International Symposium on Laser Precision (LPM2011)
    • Place of Presentation
      Takamatsu, Kagawa(招待講演)(Tu2-I-3)
    • Year and Date
      20110607-20110610
  • [Presentation] 固相ゲルと溶液撹拌を用いた新規高品質タンパク質結晶育成技術の開発2011

    • Author(s)
      青木裕介, 他
    • Organizer
      第41回結晶成長国内会議(NCCG-41)
    • Place of Presentation
      つくば(05aA10)
    • Year and Date
      2011-11-05
  • [Presentation] フェムト秒レーザー誘起タンパク質結晶核発生技術の高度化~キャビテーションバブルの挙動制御~2011

    • Author(s)
      倉田将輝, 他
    • Organizer
      第41回結晶成長国内会議(NCCG-41)
    • Place of Presentation
      つくば(05aA11)
    • Year and Date
      2011-11-05
  • [Presentation] 溶液攪拌によるタンパク質結晶品質向上メカニズムの解明2011

    • Author(s)
      丸山美帆子, 他
    • Organizer
      第41回結晶成長国内会議(NCCG-41)
    • Place of Presentation
      つくば(03pC01)
    • Year and Date
      2011-11-03

URL: 

Published: 2013-06-26  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi