2013 Fiscal Year Annual Research Report
光照射固体ＮＭＲによる光受容体膜タンパク質の活性中間体の構造機能相関の解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Integrative understanding of biological processes mediated by transient macromolecular complexes; New technology for visualizing physiologically metastable states. |
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| Project/Area Number |
24121709
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
内藤 晶 横浜国立大学, 工学研究院, 教授 (80172245)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 光受容膜タンパク質 / 光走性 / 光中間体 / 高度好塩好アルカリ性菌 / 光照射固体NMR / 光反応サイクル / 信号伝達機能 / トランスデューサー |
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| Research Abstract |
１）(In-situ光照射固体ＮＭＲシステムの構築) これまでに開発してきた光照射固体ＮＭＲ装置の光照射効率を格段に上げることを試みた。同時にＬＥＤ光源から複数の波長での光照射を可能にした。
２)(ppR-pHtrII複合体における光中間体の捕捉と光反応サイクルの解明) 負の光走性を示すppR-pHtrII複合体は光信号を伝達するM-中間体の寿命が1.7秒と他の中間体に比べて格段に長いことから、in-situ光照射固体ＮＭＲにおいて、520 nmの光を照射することで、標識した[13C-20]retinalのＮＭＲ信号を観測し、M-中間体の捕捉を確認することが出来た。その結果、M-中間体には少なくとも３種類の区別できる中間体が共存していることが明らかになった。次にM-中間体が捕捉された状態で365 nmの青色光を照射した。この結果、３種類の中間体の内１つは紫外線光活性のないことが分かったのでこの中間体がM-中間体ではなくN-中間体であることが判明した。
３）(SRIにおける光中間体の捕捉と光反応サイクルの解明) SrSRI(Salinibacter ruber sensaryrhodopsin I)は真正細菌由来のロドプシンであり、正と負の両方の光走性機能をもつ光受容膜タンパク質である。光を照射することにより、K,L,M-中間体を経て元に戻る光反応回路に加えて、２光子吸収により、M-からP-中間体を経て元に戻る光反応過程が存在する。SrSRIは大腸菌発現系で発現し、ＰＧ膜に再構成して測定試料とした。光照射固体ＮＭＲの測定はＬＥＤから発生した２波長の光（365 nm, 520 nm）を照射した条件で固体CP-MAS-NMRスペクトルを観測した。この結果、520 nmの光照射でM-中間体が、365 nmの光照射でP-中間体が捕捉され、波長に依存して中間体が入れ替わる現象を観測した
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Detection of photoactivated intermediates of photoreceptor membrane proteins by in-situ photo-irradiation solid-state NMR2013
Author(s)
A. Naito, Y. Tomonaga, T. Hidaka, H. Yomoda, T. Makino, I. Kawamura, Y. Sudo, A. Wada, T. Okitsu, N. Kamo, A. Ramamoorthy
Organizer
Atomic View of Biomolecular Function
Place of Presentation
U of Michigan, MI, USA
Year and Date
20130711-20130712
Invited
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[Presentation] Detection of light induced intermediates of photoreceptor membrane proteins by in-situ photo-irradiated solid-state NMR2013
Author(s)
A. Naito, Y. Tomonaga, T. Hidaka, H. Yomoda, T. Makino, I. Kawamura, Y. Sudo, A. wada, T. Okitsu, N. Kamo
Organizer
18th ISMAR Meeting
Place of Presentation
Rio De Janeiro, Brazil
Year and Date
20130519-20130524
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