2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of analysis technique for accelerating protein aggregation and crystallization under applied electric fields and the clarification of the mechanism
Project/Area Number |
26390049
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Research Institution | Fukushima National College of Technology |
Principal Investigator |
若松 孝 福島工業高等専門学校, 電気工学科, 教授 (80220838)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
千葉 薫 茨城工業高等専門学校, 自然科学科, 准教授 (50415775)
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Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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Keywords | タンパク質 / 凝集体 / 結晶化 / 光散乱 / 電場刺激 / フラクタル / 微粒子 |
Outline of Annual Research Achievements |
平成28年度、研究場所の移動に伴い(茨城高専から福島高専へ異動)、前方散乱光瞬時計測装置に電場印加用のタンパク質結晶化溶液セルを組み込み、低電圧の印加状態でタンパク質の凝集化を高感度に分析できる実験システムを再度構築した。前年度までに開発した装置に比べて装置を小型化し、また装置の操作性を向上させた。 微量のリゾチーム(ニワトリ卵白由来)結晶化溶液に低電圧(<1V)を印加した状態で、溶液の前方散乱光を瞬時測定(10~50 ms)して、電場印加直後から約1~2時間内で前方の静的散乱光(F-SLS)の強度分布変化を追跡した。その結果、電場印加無しのリゾチーム溶液の前方光散乱に比べて、電場印加状態下では印加直後からF-SLS強度が増大し、電場印加によってリゾチームの凝集化が促進することが分かった。電場印加の場合、急に散乱光強度が増加することがあり、これは溶液状態が一様ではなく、凝集化が進行している領域と進行していない領域が溶液中に混在するように、溶液内で相分離が生じていると推定される。タンパク質の結晶核形成後の相分離現象は、既に報告されているが、ここでは凝集体形成段階での相分離を捉えたと考えられる。 また、電場印加無しでもリゾチームが結晶化する準安定領域の溶液条件においても、結晶化に与える電場印加の効果も調査した。バッチ法における電場印加の場合、成長するリゾチーム結晶の個数やサイズが異なることが分かった。今後さらに、様々な溶液条件(濃度、pH値、温度等)について、タンパク質結晶化に与える電場印加の効果を詳細に調べて行く予定である。
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