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2013 Fiscal Year Final Research Report

Development of a new protein crystallization technique by the femtosecond laser irradiation at gel-solution or air-solution interfaces

Research Project

  • PDF
Project/Area Number 23360011
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Applied materials science/Crystal engineering
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

MORI Yusuke  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90252618)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) YOSHIKAWA Hiroshi  大阪大学, 大学院工学研究科, 招聘教員 (50551173)
Project Period (FY) 2011-04-01 – 2014-03-31
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

We developed a new protein crystallization technique by the femtosecond laser irradiation at gel-solution or air-solution interfaces.
The laser irradiation near the interfaces under optimized conditions could induce the nucleation at very low supersaturation, where no nucleation could be induced even by the femtosecond laser irradiation of bulk solutions. We applied solution-stirring technique to the crystals nucleated at gel-solution interfaces, and succeeded to improve crystal quality.

  • Research Products

    (33 results)

All 2014 2013 2012 2011

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (23 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] A new practical technique for high quality protein crystallization with the solution stirring technique at the interface between high-concentrated hydrogel and solution2014

    • Author(s)
      Y.Aoki, M.Maruyama, Y.Takahashi, M.Yoshimura, H.Y.Yoshikawa, S.Sugiyama, H.Adachi, K.Takano, S.Murakami, H.Matsumura, T.Inoue, and Y.Mori
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

    • DOI

      10.7567/JJAP.53.065502

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Laser ablation for protein crystal nucleation and seeding2014

    • Author(s)
      H.Y.Yoshikawa, R.Murai, H.Adachi, S.Sugiyama, M.Maruyama, Y.Takahashi, K.Takano, H.Matsumura, T.Inoue, S.Murakami, H.Masuhara, and Y.Mori
    • Journal Title

      Chemical Society Reviews

      Volume: Vol.43, No.7 Pages: 2147-2158

    • DOI

      10.1039/c3cs60226e

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of Gel−Solution Interface on Femtosecond Laser-Induced Nucleation of Protein2013

    • Author(s)
      S.Nakayama, H.Y.Yoshikawa, R.Murai, M.Kurata, M.Maruyama, S.Sugiyama, Y.Aoki, Y.Takahashi, M.Yoshimura, S.Nakabayashi, H.Adachi, H.Matsumura, T.Inoue, K.Takano, S.Murakami, and Y.Mori
    • Journal Title

      CRYSTAL GROWTH & DESIGN

      Volume: Vol.13, Issue 4 Pages: 1491-1496

    • DOI

      10.1021./cg301618h

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spatially Precise, Soft Microseeding of Single Protein Crystals by Femtosecond Laser Ablation2012

    • Author(s)
      H.Y.Yoshikawa, Y.Hosokawa, R.Murai, G.Sazaki, T.Kitatani, H.Adachi, T.Inoue, H.Matsumura, K.Takano, S.Murakami, S.Nakabayashi, Y.Mori, and H.Masuhara
    • Journal Title

      Crystal Growth & Design

      Volume: Vol.12, No.9 Pages: 4334-4339

    • DOI

      10.1021/cg300018t

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of a forced solution flow on the step advancement on {110} faces of tetragonal lysozyme crystals : direct visualization of individual steps under a forced solution flow2012

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

      Crystal Growth & Design

      Volume: Vol.12, Issue 6 Pages: 2856-2863

    • DOI

      10.1021/cg300025b

    • Peer Reviewed
  • [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, H.Hasenaka, Y.Takahashi, M.Maruyama, S.Sugiyama, H.Adachi, K.Takano, H.Matsumura, S.Murakami, T.Inoue, and Y.Mori
    • Journal Title

      Chemical Physics Letters

      Volume: Vol.510, Issues 1-3 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ピ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、村井良多、杉山成、安達宏昭、松村浩由、井上豪、村上聡、高野和文、森勇介
    • Journal Title

      日本結晶成長学会誌

      Volume: Vol.38, No.3 Pages: 161-168

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] フェムト秒レーザーを用いたタンパク質の結晶核発生技術~キャビテーションバブル挙動制御による技術の高度化~2014

    • Author(s)
      中山智詞、吉川洋史、倉田将輝、丸山美帆子、村井良多、高橋義典、吉村政志、杉山成、松村浩由、安達宏昭、高野和文、村上聡、井上豪、森勇介
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第34回年次大会
    • Place of Presentation
      北九州国際会議場、福岡
    • Year and Date
      2014-01-20
  • [Presentation] Laser-induced Crystallization of Metastable Form of Pharmaceutical Compound Indomethacin2014

    • Author(s)
      K.Ikeda, T.Yamada, Y.Mori, Y.Takahashi, M.Maruyama, H.Y.Yoshikawa, S.Okada, H.Adachi, S.Sugiyama, K.Takano, S.Murakami, Y.Matsumura, T.Inoue, M.Yoshimura, and Y.Mori
    • Organizer
      International Symposium on Nanophotonics and Nanomaterials 2014 (ISONP2014)
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Year and Date
      2014-01-15
  • [Presentation] 医薬化合物アセトアミノフェンの多形晶出に及ぼす溶媒種の影響2013

    • Author(s)
      山田利彦、福喜多俊、池田憲治、森陽一朗、高橋義典、丸山美帆子、吉川洋史、岡田詩乃、安達宏昭、杉山成、高野和文、村上聡、松村浩由、井上豪、吉村政志、森勇介
    • Organizer
      第43回結晶成長国内会議(NCCG-43)
    • Place of Presentation
      長野市生涯学習センター、長野
    • Year and Date
      2013-11-08
  • [Presentation] 超音波印加による医薬化合物の準安定相晶出2013

    • Author(s)
      森陽一朗、福喜多俊、池田憲治、山田利彦、高橋義典、丸山美帆子、吉川洋史、岡田詩乃、安達宏昭、杉山成、高野和文、村上聡、松村浩由、井上豪、吉村政志、森勇介
    • Organizer
      第37回結晶成長討論会
    • Place of Presentation
      長野勤労者いこいの村アゼィリア飯綱、長野
    • Year and Date
      2013-09-27
  • [Presentation] フェムト秒レーザー誘起結晶化による医薬化合物インドメタシンの結晶多形制御2013

    • Author(s)
      池田憲治、山田利彦、森陽一朗、高橋義典、丸山美帆子、吉川洋史、岡田詩乃、安達宏昭、杉山成、高野和文、村上聡、松村浩由、井上豪、吉村政志、森勇介
    • Organizer
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      同志社大学、京都
    • Year and Date
      2013-09-16
  • [Presentation] Polymorphism control of pharmaceutical compound acetaminophen by ultrasonic irradiation2013

    • Author(s)
      Y.Mori, Y.Takahashi, K.Ikeda, T.Yamada, K.Nishimura, M.Maruyama, H.Y.Yoshikawa, S.Okada, H.Adachi, S.Sugiyama, H.Matsumura, K.Takano, T.Inoue, S.Murakami, M.Yoshimura, and Y.Mori
    • Organizer
      17th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy - ICCGE-17
    • Place of Presentation
      Warsaw, Poland
    • Year and Date
      2013-08-12
  • [Presentation] 超音波印加によるアセトアミノフェン、インドメタシンの結晶多形制御2013

    • Author(s)
      森陽一朗、池田憲治、山田利彦、西村健、高橋義典、丸山美帆子、吉川洋史、岡田詩乃、安達宏昭、杉山成、松村浩由、高野和文、井上豪、村上聡、吉村政志、森勇
    • Organizer
      日本薬剤学会第28年会
    • Place of Presentation
      ウインクあいち、愛知
    • Year and Date
      2013-05-23
  • [Presentation] 構造解析に向けた有機・タンパク質結晶化技術の新展2013

    • Author(s)
      森勇介
    • Organizer
      2013年日本結晶成長学会特別講演会「バイオ有機物質における結晶成長-その基礎と応用-」
    • Place of Presentation
      キャンパスイノベーションセンター東京
    • Year and Date
      2013-05-17
  • [Presentation] 大型高品質タンパク質結晶育成に向けた溶液撹拌技術の検討~成長速度と結晶品質の流速依存性~2013

    • Author(s)
      林佑紀、中山智詞、青木裕介、丸山美帆子、高橋義典、吉川洋史、岡田詩乃、安達宏昭、杉山成、高野和文、村上聡、松村浩由、井上豪、吉村政志、森勇介
    • Organizer
      第60回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      神奈川工科大学、神奈川
    • Year and Date
      2013-03-30
  • [Presentation] 超短パルスレーザーを用いた有機結晶核発生~固相ゲル界面効果の検証~2012

    • Author(s)
      中山智詞、吉川洋史、青木裕介、倉田将輝、 丸山美帆子、村井良多、高橋義典、吉村政志、杉山成、松村浩由、安達宏昭、高野和文、村上聡、井上豪、森勇介
    • Organizer
      第42回結晶成長国内会議(NCCG-42)
    • Place of Presentation
      九州大学、福岡
    • Year and Date
      2012-11-11
  • [Presentation] 集光短パルスレーザーを駆使したタンパク質結晶化・細胞接着力測定法の開発2012

    • Author(s)
      吉川洋史
    • Organizer
      第8回鴨叡会・生命分子化学科セミナー
    • Place of Presentation
      京都府立大学、京都
    • Year and Date
      2012-10-05
  • [Presentation] Effect of Solution on Protein Crystal Growth on High Concentrated Hydrogel2012

    • Author(s)
      Y.Aoki, M.Maruyama, Y.Takahashi, M.Yoshimura, H.Y.Yoshikawa, S.Sugiyama, H.Adachi, K.Takano, S.Murakami, H.Matsumura, T.Inoue, and Y.Mori
    • Organizer
      14th International Conference on the Crystallization of Biological Macromolecules(ICCBM14)
    • Place of Presentation
      Alabama, USA
    • Year and Date
      2012-09-26
  • [Presentation] Solution Stirring Affects the Behavior of Dislocations and Microdefects During Protein Crystallization : Case Studies of Three Proteins2012

    • Author(s)
      M.Maruyama, M.Nakayama, G.Sazaki, Y.Takahashi, M.Yoshimura, T.Nakamura, H.Y.Yoshikawa, S.Sugiyama, H.Adachi, H.Matsumura, K.Takano, T.Inoue, S.Murakami, and Y.Mori
    • Organizer
      14th International Conference on the Crystallization of Biological Macromolecules(ICCBM14)
    • Place of Presentation
      Alabama, USA
    • Year and Date
      2012-09-25
  • [Presentation] 超短パルスレーザーによる膜タンパク質の結晶核発生~界面活性剤のキャビテーションバブルへの影響~2012

    • Author(s)
      中山智詞、吉川洋史、青木裕介、倉田将輝、丸山美帆子、村井良多、高橋義典、吉村政志、杉山成、安達宏昭、高野和文、村上聡、松村浩由、井上豪、森勇介
    • Organizer
      第73回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      愛媛大学・松山大学、愛媛
    • Year and Date
      2012-09-11
  • [Presentation] Bio-applications of ultrafast laser pulses to protein crystallization and cell adhesion strength measurement2012

    • Author(s)
      吉川洋史
    • Organizer
      エクストリームフォトニクスセミナー
    • Place of Presentation
      理化学研究所、埼玉
    • Year and Date
      2012-05-31
  • [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、丸山美帆子、高橋義典、吉村政志、吉川洋史、杉山成、安達宏昭、高野和文、村上聡、松村浩由、井上豪、森勇介
    • Organizer
      第59回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      早稲田大学、東京
    • 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、吉川洋史、青木裕介、倉田将輝、丸山美帆子、村井良多、高橋義典、吉村政志、杉山成、安達宏昭、高野和文、村上聡、松村浩由、井上豪、森勇介
    • Organizer
      第59回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      早稲田大学、東京
    • Year and Date
      2012-03-16
  • [Presentation] Effects of solution stirring on behavior of defects during protein crystallization2011

    • Author(s)
      M.Maruyama, M.Nakamura, Y.Takahashi, S.Sugiyama, H.Adachi, H.Matsumura, K.Takano, T.Inoue, S.Murakami and Y.Mori
    • Organizer
      Eco-materials and Eco-innovation for Global Sustainability (ECO-MATES 2011)
    • Place of Presentation
      Osaka
    • Year and Date
      20111128-29
  • [Presentation] Improvement of Crystal Qualities by solution stirring techniques2011

    • Author(s)
      M.Maruyama, K.Murakami, Y.Takahashi, M.Imade, M.Yoshimura, S.Murakami, and Y.Mori
    • Organizer
      XXII Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography(IUCr2011)
    • Place of Presentation
      Madrid, Spain
    • Year and Date
      20110822-30
  • [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、中山智詞、吉川洋史、丸山美帆子、村井良多、高橋義典、杉山成、安達宏昭、高野和文、村上聡、井上豪、松村浩由、吉村政志、森勇
    • Organizer
      第41回結晶成長国内会議(NCCG-41)
    • Place of Presentation
      つくば、茨城
    • Year and Date
      2011-11-05
  • [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、丸山美帆子、高橋義典、吉村政志、吉川洋史、杉山成、安達宏昭、高野和文、 村上聡、松村浩由、井上豪、森勇介
    • Organizer
      第41回結晶成長国内会議(NCCG-41)
    • Place of Presentation
      つくば、茨城
    • 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、村上聡、中村真利子、斎藤諭、高橋義典、吉川洋史、吉村政志、杉山成、安達宏昭、高野和文、松村浩由、井上豪、森勇介
    • Organizer
      第41回結晶成長国内会議(NCCG-41)
    • Place of Presentation
      つくば、茨城
    • Year and Date
      2011-11-03
  • [Presentation] Protein crystallization controlled by femtoseocnd laser-induced cavitation bubbles2011

    • Author(s)
      H.Y.Yoshikawa, R.Murai, G.Sazaki, S.Sugiyama, Y.Takahashi, M.Maruyama, H.Adachi, S.Murakami, H.Matsumura, T.Inoue, K.Takano, and Y.Mori
    • Organizer
      The 12th International Symposium on Laser Precision(LPM2011)
    • Place of Presentation
      Takamatsu, Kagawa
    • Year and Date
      2011-06-07
  • [Book] タンパク質結晶の最前線2013

    • Author(s)
      吉川洋史、丸山美帆子、杉山成
    • Total Pages
      290
    • Publisher
      シーエムシー出版
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 低分子有機化合物の結晶多形制御技術2013

    • Inventor(s)
      森勇介, 他
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人大阪大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2013-067629
    • Filing Date
      2013-03-27

URL: 

Published: 2015-06-25  

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