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2011 Fiscal Year Annual Research Report

光情報伝達のサブÅ・ピコ秒分解能での全経路詳細解析

Research Project

Project/Area Number 23687019
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

須藤 雄気  名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (10452202)

Keywords光生物 / 情報伝達 / 生物物理 / 分光法
Research Abstract

本研究は、これまで培ってきた様々な技術を駆使して、細菌の情報伝達を生物物理学的に原子レベル・ピコ秒分解能で解き明かすことを目指している。今年度は、以下の成果を得た。
1) 新しい光受容体の単離・精製とその性質【Sudo, et al., 2011a, J. Biol. Chem., 2011, Biophysics】
2) 光の波長識別機構【Sudo, et al., 2011b, J. Biol. Chem.】。
2) 分光学的手法を用いた原子レベルでの構造・構造変化解析【Irieda, et al., 2011, Biochemistry, Inoue, et al., 2011, J. Phys. Chem. B., Tomonaga et al., 2011, Biophys. J.】。
3) 分光学的手法を用いたピコ秒領域での構造・構造変化【Mizuno et al., 2011, Biochemistry】
上記の通り、空間領域では、原子レベル(Å)、時間領域では、ピコ秒レベルでの構造・構造変化の解析に成功しつつある。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究では、1) 空間分解測定及び2) 時間分解測定により、生物が示す光情報伝達機構を高い分解能で明らかにすることを目的として
いる。
1) 空間領域では、サブÅ程度の分解能を持つ振動分光法などを用いて、不活性型及び活性型分子における構造や構造変化を明らかにしつつある。
2) 時間領域では、チタンサファイアレーザーを用いておよそ数ピコ秒以降のタンパク質の構造変化を追跡した。
順調に論文出力も行っており、順調に研究目的に向かって進んでいるものと判断している。

Strategy for Future Research Activity

今後も引き続き時空間分解を意識した研究を展開する。
具体的には、空間領域では様々な原子団を同時に捉えることの出来るX線結晶構造解析を利用し、かつその光変化を追跡することで、さらなる情報の取得につとめたい。時間領域では、フェムト秒レーザーを用いて、光センサー分子の変化を捉える予定である。
このような研究を通じて、生物内で起こる反応を極限レベルで理解し、反応の根本原理の解明を目指したい。

  • Research Products

    (13 results)

All 2011 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 6 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Spectral tuning in sensory rhodopsin I from Salinibacter ruber2011

    • Author(s)
      *Sudo, Y., Yuasa, Y., Shibata, J., Suzuki, D., and Homma, M.
    • Journal Title

      J. Biol. Chem.

      Volume: 286 Pages: 1328-11336.

    • DOI

      10.1074/jbc.M110.187948

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Direct observation of the structural change of Tyr174 in the primary reactions sensory rhodopsin II2011

    • Author(s)
      Mizuno, M., Sudo, Y., Homma, M., and *Mizutani, Y.
    • Journal Title

      Biochemistry

      Volume: 50 Pages: 3170-3180.

    • DOI

      10.1021/bi101817y

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spectrally silent intermediates during the photochemical reactions of Salinibacter sensory rhodopsin I2011

    • Author(s)
      *Inoue, K., Sudo, Y., Homma, M., and Kandori, H.
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. B

      Volume: 15 Pages: 4500-4508.

    • DOI

      10.1021/jp2000706

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural characteristics around the β-ionone ring of the retinal chromophore in Salinibacter sensory rhodopsin I2011

    • Author(s)
      Irieda, H., Reissig, L., Kawanabe, A,, Homma, M., Kandori, H., and *Sudo, Y.
    • Journal Title

      Biochemistry

      Volume: 50 Pages: 4912-4922.

    • DOI

      10.1021/bi200284s

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Functional expression of a two-transmembrane HtrII protein using cell-free synthesis2011

    • Author(s)
      *Sudo, Y., Tanaka, R., Kobayashi, T., Kamo, N., Kohno, T., and *Kojima, C.
    • Journal Title

      Biophysics

      Volume: 7 Pages: 51-58.

    • DOI

      10.2142/biophysics.7.51

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An active photoreceptor intermediate revealed by in situ photoirradiated solid-state NMR spectroscopy2011

    • Author(s)
      Tomonaga, Y., Hidaka, T,, Kawamura, I,, Nishio, T,, Ohsawa, K,, Okitsu, T,, Wada, A,, Sudo, Y,, Kamo, N,, Ramamoorthy, A,, and *Naito, A.
    • Journal Title

      Biophys. J.

      Volume: 101 Pages: L50-52

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2011.10.022

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Cell and micro-organism manipulations with photo-functional and photo-controllable proteins

    • Author(s)
      Sudo, Y.
    • Organizer
      AS-JST Joint Workshop on Innovative Use of Light and Nano/Bio
    • Place of Presentation
      アカデミアシニカ(台北市,台湾)
    • Invited
  • [Presentation] 7回膜貫通型色素結合タンパク質(ロドプシン)の調製法

    • Author(s)
      須藤雄気
    • Organizer
      第11回・日本蛋白質科学会年会 蛋白質科学会アーカイブワークショップ
    • Place of Presentation
      ホテル阪急エキスポパーク(大阪府)
    • Invited
  • [Presentation] Molecular and evolutionary aspects of microbial sensory rhodopsin

    • Author(s)
      Sudo, Y., Homma, M.
    • Organizer
      5th Asia and Oceania Conference for Photobiology (AOCP)
    • Place of Presentation
      奈良県新公会堂(奈良県)
    • Invited
  • [Presentation] 微生物型ロドプシンタンパク質における特異な光反応

    • Author(s)
      須藤雄気, 本間道夫
    • Organizer
      生理学研究所研究会「作動中の膜機能分子の姿を捉える-静止画から動画へ-」
    • Place of Presentation
      自然科学研究機構 生理学研究所(愛知県)
    • Invited
  • [Presentation] What should we learn from sensory rhodopsins? : Signal transfer mechanism and its application for protein expression

    • Author(s)
      須藤雄気, 本間道夫
    • Organizer
      日本生物物理学会 第49回年会
    • Place of Presentation
      兵庫県立大学(兵庫県)
    • Invited
  • [Presentation] 色付きタンパク質の生物学的・化学的・物理学的研究の面白さと奥深さ

    • Author(s)
      須藤雄気
    • Organizer
      第1回超異分野学会
    • Place of Presentation
      お茶の水女子大学(東京都)
    • Invited
  • [Book] 高度好塩性微生物の“目”:センサリーロドプシンへのCl-イオン結合の役割2011

    • Author(s)
      須藤雄気、井原邦夫、本間道夫、加茂直樹
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      極限環境微生物学会誌

URL: 

Published: 2014-07-24  

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