| 研究領域 | 高速分子動画法によるタンパク質非平衡状態構造解析と分子制御への応用 |
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| 研究課題/領域番号 |
19H05779
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
複合領域
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| 研究機関 | 横浜市立大学 |
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研究代表者 |
朴 三用 横浜市立大学, 生命医科学研究科, 教授 (20291932)
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| 研究分担者 |
梅名 泰史 名古屋大学, シンクロトロン光研究センター, 准教授 (10468267)
別所 義隆 国立研究開発法人理化学研究所, 放射光科学研究センター, 客員研究員 (70242815)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
106,470千円 (直接経費: 81,900千円、間接経費: 24,570千円)
2023年度: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
2022年度: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
2021年度: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
2020年度: 16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2019年度: 42,120千円 (直接経費: 32,400千円、間接経費: 9,720千円)
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| キーワード | cGMP光産生酵素 / 光反応酵素 / X線自由電子レーザー / 光感受性タンパク質 / 時分割解析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
光によって感応・応答するタンパク質には、動物や植物などに広く分布する発色団を含み、生命維持に関与するなど重要な役割を果たすものが知られる。近年では、こうした光感受性タンパク質を利用して、細胞などの光操作する技術に応用され（光遺伝学）、これまでに多くの生理現象の解明に利用されてきた。本研究計画では、疾病治療への利用が期待されている、またはツールとしての重要性が高いとされる光感受性タンパク質について、XFELを用いた高速分子動画実験を行うことで、タンパク質内部で起こる光エネルギー移動や高速な構造変化について明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
光感受性アデニル酸シクラーゼ（OaPAC）については単結晶から得られた静的な構造がすでに明らかであったので、結晶化条件を微小結晶調製用に改良することを試みた。その結果、暗状態でのタンパク質の発現や精製を行うことで、改善を行いことができまた。Swiss Light Sourceで常温でのX線回折実験では、超音波領域内に浮揚したフィルム上の結晶に対してX線を照射し、2.2-2.4 Aの分解能で明らかにした。解析の結果、BLUFドメイン内のFlavinと近傍残基Gln48が近づく動きを観測し、その動きが3秒後にはGln48の動きが完了していることを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
光によって感応、応答するタンパク質には、動物や植物などに広く分布する発色団を含み、生命維持に関与するなど重要な役割を果たすものが知られる。近年では、こうした光感受性タンパク質を利用して、細胞などの光操作する技術に応用され、これまでに多くの生理現象の解明に利用されてきた。中でも、光遺伝学は、細胞や組織の生理機能を明らかにするための非常に強力な研究手法であると同時に、疾病の治療への応用の観点からも注目されている。
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