Molecular mechanism of extreme environmental resistance revealed from structural properties of proteins embedded in sugar glass

• Project/Area Number: 20K03878
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 13040:Biophysics, chemical physics and soft matter physics-related
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: 平井 光博 群馬大学, その他部局等, 名誉教授 (00189820)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中川 洋 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 物質科学研究センター, 研究副主幹 (20379598)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2020: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: 極限環境 / 分子混雑 / 糖ガラス / タンパク質 / 中性子散乱

Outline of Research at the Start

本研究では，糖ガラス包埋タンパク質の構造とダイナミックスの物性特性を実験・理論の
両面から明らかにする。「糖のガラス化」と「環境耐性」の関係を直接観測・解析し，分子レベルで解明した例は今までにない。そのための研究手法として，中性子逆コントラストマッチング法を用いた中性子弾性・非弾性・準弾性散乱測定を中心として研究を推進し，糖の濃厚溶液状態，ラバー状態，ガラス状態の構造物性と，それらの各状態下のタンパク質の構造とダイナミックス（分子内の拡散的な運動状態，低エネルギー励起）をそれぞれ分別して観測，解析を行う。