2013 Fiscal Year Research-status Report
遷移状態に着目した蛋白質の折り畳み・構造変化機構の解明
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24657103
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
今元 泰 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (80263200)
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| Keywords | イエロープロテイン / 構造変化 / 平衡 / 遷移状体 / 光反応サイクル |
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| Research Abstract |
Photoactive yellow protein（PYP）は光刺激をうけると、構造が変化して光信号を細胞に伝え、その後、元の状態に戻る（光反応サイクル）。光反応サイクル中で生成し、生理活性中間体であると考えられているM中間体は、部分的に蛋白質構造が変性した状態であると考えられており、蛋白質の変性状態のモデルとして研究されてきた。これまでの研究から、M中間体で構造変化が起こる部位をアゾベンゼンで架橋すると、その異性化状態（長さの違い）によって光反応サイクルの速度が大きく変化することが見出した。本研究では、アゾベンゼンによる架橋をPYPに導入し、L中間体からM中間体へと構造変化する際の遷移状態に関する知見を得ることを目指している。
24年度には、L中間体からM中間体への遷移過程の解析にφ値解析を応用するため、数マイクロ秒の時間分解能を持つ過渡吸収スペクトルの測定系を構築した。25年度は実際に野生型PYPを用いて、光励起後の過渡スペクトルを測定した。SVD解析によって過渡吸収スペクトルを解析し、反応中間体の平衡定数を求めた。また、反応速度定数の温度依存性を測定し、光反応サイクルの各ステップの熱力学的パラメータを求めた。これらの知見から、PYPの光反応中間体、およびその間の遷移状態のエネルギー地形を得た。26年度は、アゾベンゼンのクロスリンクにより構造に部分的な摂動を加えたPYPを用いて、遷移状態に関する解析を行う予定である。
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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
PYPにシステイン残基を導入し、アゾベンゼンでクロスリンクすることは、分子設計、実験ともに方法が確立できてきている。また、マイクロ秒領域でのスペクトル解析が可能な測定系を構築し、熱力学パラメータを高精度に得ることができたので、本研究はおおむね順調に進んでいると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は光反応サイクル中での構造変化に関する解析を行うが、折りたたみ過程の解析にも拡張できるかどうかを検討する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
1月に米国のBiophysical Journal誌に論文が受理されたが、掲載料の請求額が確定したのが3月であった。3月14日に1,110ドルを送金したところ、16,683円の余剰となった。年度末が近かったので、無理に執行しなかった。
試料調製のための試薬などの消耗品の購入と、成果発表のための旅費にあてる予定である。
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Research Products
(10 results)
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[Journal Article] Mapping of the local environmental changes in proteins by cysteine scanning2014
Author(s)
Yamazaki, Y., Nagata, T., Terakita, A., Kandori, H., Shichida, Y., and Imamoto, Y.
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Journal Title
Biophysics
Volume: 10
Pages: 1-7
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Evolution of mammalian opn5 as a specialized UV-absorbing pigment by a single amino acid mutation2014
Author(s)
Yamashita, T., Ono, K., Ohuchi, H., Yumoto, A., Gotoh, H., Tomonari, S., Sakai, K., Fujita, H., Imamoto, Y., Noji, S., Nakamura, K., and Shichida, Y.
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Journal Title
J. Biol. Chem.
Volume: 289
Pages: 3991-4000
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Single-molecule observation of the ligand-induced population shift of rhodopsin, a G-protein-coupled receptor2014
Author(s)
Maeda, R., Hiroshima, M., Yamashita, T., Wada, A., Nishimura, S., Sako, Y., Shichida, Y., and Imamoto, Y.
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Journal Title
Biophys. J.
Volume: 106
Pages: 915-924
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Ultrafast carbonyl motion of the photoactive yellow protein chromophore probed by femtosecond circular dichroism2013
Author(s)
Mendonca, L., Hache, F., Changenet-Barret, P., Plaza, P., Chosrowjan, H., Taniguchi, S., and Imamoto, Y.
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Journal Title
J. Am. Chem. Soc.
Volume: 135
Pages: 14637-14643
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Ultrafast time-resolved pump-probe spectroscopy of PYP by a sub-8fs pulse laser at 400 nm2013
Author(s)
Liu, J., Yabushita, A., Taniguchi, S., Chosrowjan, H., Imamoto, Y., Sueda, K., Miyanaga, N., and Kobayashi, T.
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Journal Title
J. Phys. Chem. B
Volume: 117
Pages: 4818-4826
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Characterization of visual pigments in membrane environment using nanodiscs
Author(s)
Imamoto, Y., Kojima, K., Maeda, R., Oka, T., Yamashita, T., and Shichida, Y.
Organizer
The 6th Asia & Oceania Conference on Photobiology
Place of Presentation
Novotel Sydney Central, Australia
Invited
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