| 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 |
19H05783
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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 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
山本 雅貴 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, 部門長 (60241254)
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| 研究分担者 |
熊坂 崇 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 構造生物学推進室, 室長 (30291066)
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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 |
100,880千円 (直接経費: 77,600千円、間接経費: 23,280千円)
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: 16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2021年度: 16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2020年度: 22,490千円 (直接経費: 17,300千円、間接経費: 5,190千円)
2019年度: 29,770千円 (直接経費: 22,900千円、間接経費: 6,870千円)
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| キーワード | X線結晶構造解析 / 構造ダイナミクス / 放射光 / In-situ測定 / 微小結晶構造解析 / 室温構造解析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
生命科学や創薬科学にとって重要なタンパク質の構造ダイナミクス研究の振興を目指して、動的Ｘ線結晶構造解析の汎用化に貢献する「固定ターゲットによる高効率高精度X線回折データ収集技術」と「In-situ測定用試料雰囲気制御技術」を研究開発する。
固定ターゲットX線回折データ収集技術では、動的Ｘ線結晶構造解析成功の鍵といえる「微小結晶の微弱な回折強度の正確な測定」に適した真空回折計を開発する。また、in-situ測定用試料雰囲気制御技術では、これまで開発してきた試料雰囲気制御装置の温度制御範囲拡大等の高度化を実施する。最終的に、二つの技術を融合して動的Ｘ線結晶構造解析の高度化に貢献する。
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| 研究成果の概要 |
動的Ｘ線結晶構造解析の汎用化に向け、固定ターゲットでの高精度データ収集用真空回折計とIn-situ測定系の装置製作を行った。真空回折計は、減圧環境下ではバックグラウンドが大気環境に比べ99.9%減少し、低バックグラウンド高S/N測定での有効性を明らかにした。in-situ測定系に向けた高温対応調湿装置では70℃までの調湿を実現し、タンパク質構造や水和構造の変化を検出した。また、rtHAG法とSS-ROX法を組み合わせた、インジェクターベースの微小結晶室温シリアル測定により構造解析に成功した。調湿測定に適した結晶化法を開発して足場タンパク質により異なる結晶系の結晶を作成することにも成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
構造ダイナミクス研究に向けXFELビームタイムの確保が律速となるSFX法に加え、リング型放射光でも固定した多量の微小結晶のからの動的Ｘ線結晶構造解析の高度化が求められている。真空回折計は低バックグラウンド高S/N測定を実現して、構造変化の同期に有利なナノメートルサイズ結晶からの動的Ｘ線結晶構造解析を可能にする。また、非凍結での構造解析を実現するin-situ測定系は、恒温動物の体温域まで測定範囲を拡張しSS-ROX法と組み合わせることでタンパク質の生理活性温度環境での構造決定を可能にした。これらの技術開発により、広範な測定条件でのタンパク質の動的Ｘ線結晶構造解析を可能にする。
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