Elucidation of mechanisms of energy dissipation in proteins by time- and space-resolved observation

• Project/Area Number: 23350007
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Physical chemistry
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: MIZUTANI Yasuhisa 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60270469)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥20,280,000 (Direct Cost: ¥15,600,000、Indirect Cost: ¥4,680,000); Fiscal Year 2013: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000); Fiscal Year 2012: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000); Fiscal Year 2011: ¥8,970,000 (Direct Cost: ¥6,900,000、Indirect Cost: ¥2,070,000)
• Keywords: ラマン分光法 / 生物物理 / 時間分解分光法 / エネルギー移動 / 共鳴ラマン分光法

Research Abstract

Excess energy generated in an active site in proteins transferred to and dissipates in the protein moiety. Ultraviolet resonance Raman (UVRR) spectroscopy can selectively monitor Raman bands of aromatic amino acid residues, such as tryptophan, tyrosine and phenylalanine. Anti-Stokes Raman intensity reflects the population in vibrationally excited states. Therefore, anti-Stokes UVRR intensity can be a direct probe of vibrational energy of residues in a protein. In this study, we observed the vibrational energy migration in cytochrome b562 and myoglobin by using anti-Stokes UVRR spectroscopy and elucidated distance dependence of the vibrational energy migration.

Research Products

• [Journal Article] タンパク質分子における“熱”エネルギーの散逸過程 (2013)
  • Author(s): 水野 操, 水谷 泰久
  • Journal Title: 熱測定 Volume: 40 Pages: 139-145
  • NAID: 40019842757
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Intersubunit communication via changes in hemoglobin quaternary structures revealed by time-resolved resonance Raman spectroscopy: Direct observation of the Perutz mechanism (2013)
  • Author(s): Kenta Yamada, Haruto Ishikawa, Misao Mizuno, Naoya Shibayama, and Yasuhisa Mizutani
  • Journal Title: J. Phys. Chem. B Volume: 117 Issue: 41 Pages: 12461-12468
  • DOI: 10.1021/jp407735t
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Direct observation of vibrational energy flow in cytochrome c (2011)
  • Author(s): Naoki Fujii, Misao Mizuno, and Yasuhisa Mizutani
  • Journal Title: J. Phys. Chem. B Volume: 115 Pages: 13057-13064
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Direct observation of vibrational energy flow in cytochrome c (2011)
  • Author(s): Naoki Fujii, Misao Mizuno, and Yasuhisa Mizutani
  • Journal Title: J. Phys. Chem. B Volume: 115 Issue: 44 Pages: 13057-13064
  • DOI: 10.1021/jp207500b
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 時間分解アンチストークス共鳴ラマン分光法によるタンパク質内振動エネルギー伝達の距離依存性の観測 (2013)
  • Author(s): 宮本光紘
  • Organizer: 第7回分子科学討論会
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] 時間分解共鳴ラマン分光法でタンパク質に起きていることを観る (2013)
  • Author(s): 水谷泰久
  • Organizer: 日本化学会第93春季年会,立命館大学 びわこ・くさつキャンパス
• [Presentation] Propagations of displacement and energy in proteins (2013)
  • Author(s): Yasuhisa Mizutani
  • Organizer: Telluride Science Research Center Workshop on Protein Dynamics
  • Place of Presentation: Telluride, Colorado, USA
• [Presentation] 時間分解アンチストークス共鳴ラマン分光法によるタンパク質内振動エネルギー伝達の距離依存性の観測 (2013)
  • Author(s): 宮本光紘、水野操、石川春人、水谷泰久
  • Organizer: 第7回分子科学討論会
  • Place of Presentation: 京都テルサ
• [Presentation] 時間分解共鳴ラマン分光法でタンパク質に起きていることを観る (2013)
  • Author(s): 水谷泰久
  • Organizer: 日本化学会第93春季年会
  • Place of Presentation: 立命館大学 びわこ・くさつキャンパス
  • Invited
• [Presentation] Vibrational energy flow in hemeproteins (2012)
  • Author(s): Yasuhisa Mizutani
  • Organizer: 23rd International Conference on Raman Spectroscopy (ICORS 2012)
  • Place of Presentation: Bangalore, India
• [Presentation] Vibrational energy flow in hemeproteins (2012)
  • Author(s): Yasuhisa Mizutani
  • Organizer: 23rd International Conference on Raman Spectroscopy
  • Place of Presentation: Bangalore, India
  • Invited
• [Presentation] 時間分解振動分光法で観えるもの、そして考えるもの (2011)
  • Author(s): 水谷泰久
  • Organizer: 大阪大学蛋白質研究所セミナー「タンパク質科学の未来を語る:実験・理論研究者の対話」
  • Place of Presentation: 大阪大学会館講堂(大阪府)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-11-22
• [Presentation] タンパク質内エネルギー散逸の時空間マッピング (2011)
  • Author(s): 水谷泰久
  • Organizer: シンポジウム「分子アンサンブル2011」
  • Place of Presentation: 理化学研究所(埼玉県)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-11-12
• [Presentation] タンパク質内エネルギー散逸の時空間マッピング (2011)
  • Author(s): 水谷泰久
  • Organizer: 分子研研究会「実験と理論による高次分子システムの機能発現の分子論的理解」
  • Place of Presentation: 岡崎コンファレンスセンター(愛知県)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-11-02
• [Presentation] Watching ultrafast protein dynamics by time-resolved visible and ultraviolet resonance Raman spectroscopy (2011)
  • Author(s): Yasuhisa Mizutani
  • Organizer: National Chiao Tung University
  • Place of Presentation: Hsinchu, Taiwan
  • Year and Date: 2011-10-21
• [Presentation] タンパク質内エネルギー散逸の時空間分解観測:ヒーター分子からの距離依存性 (2011)
  • Author(s): 水谷泰久
  • Organizer: 第5回分子科学討論会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター(北海道)
  • Year and Date: 2011-09-23
• [Presentation] Watching energy flow in hemeproteins (2011)
  • Author(s): Yasuhisa Mizutani
  • Organizer: Telluride Science Research Center Workshop on Protein Dynamics
  • Place of Presentation: Telluride Science Research Center, Colorado, USA(招待講演)
  • Year and Date: 2011-08-05
• [Presentation] Watching energy flow in hemeproteins (2011)
  • Author(s): Yasuhisa Mizutani
  • Organizer: Fifteenth International Conference on Time-resolved Vibrational Spectroscopy
  • Place of Presentation: Centro Stefano Franscini, Monte Verit, Ascona, Switzerland
  • Year and Date: 2011-06-23
• [Presentation] Watching energy flow in hemeproteins (2011)
  • Author(s): Yasuhisa Mizutani
  • Organizer: Telluride Science Research Center Workshop on Protein Dynamics
  • Place of Presentation: Telluride, Colorado, USA
• [Presentation] タンパク質内エネルギー散逸の時空間マッピング (2011)
  • Author(s): 水谷泰久
  • Organizer: 分子研研究会「実験と理論による高次分子システムの機能発現の分子論的理解」
  • Place of Presentation: 岡崎コンファレンスセンター
• [Presentation] タンパク質内エネルギー散逸の時空間マッピング (2011)
  • Author(s): 水谷泰久
  • Organizer: シンポジウム「分子アンサンブル2011」
  • Place of Presentation: 理化学研究所
• [Presentation] 時間分解振動分光法で観えるもの,そして考えるもの (2011)
  • Author(s): 水谷泰久
  • Organizer: 大阪大学蛋白質研究所セミナー「タンパク質科学の未来を語る : 実験・理論研究者の対話」
  • Place of Presentation: 大阪大学会館講堂
• [Presentation] タンパク質内エネルギー散逸の時空間分解観測 : ヒーター分子からの距離依存性 (2011)
  • Author(s): 藤井直樹
  • Organizer: 第5回分子科学討論会
  • Place of Presentation: 札幌
• [Remarks]
  • URL: http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/lab/mizutani/index-jp.html
• [Remarks] 大阪大学 水谷研究室
  • URL: http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/lab/mizutani/index-jp.html
• [Remarks] 大阪大学 大学院理学研究科 化学専攻 生物物理化学研究室
  • URL: http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/lab/mizutani/index-jp.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/lab/mizutani/index-jp.html