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精密原子間距離測定を目的とした固体高分解能NMRシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 04554017
研究種目

試験研究(B)

配分区分補助金
研究分野 構造化学
研究機関姫路工業大学

研究代表者

斉藤 肇  姫路工業大学, 理学部, 教授 (30100150)

研究分担者 仲村 高志  大塚電子, 基礎開発部, 研究員
辻 暁  姫路工業大学, 理学部, 助手 (60227387)
内藤 晶  姫路工業大学, 理学部, 助教授 (80172245)
研究期間 (年度) 1992 – 1994
研究課題ステータス 完了 (1994年度)
配分額 *注記
14,900千円 (直接経費: 14,900千円)
1994年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
1993年度: 5,000千円 (直接経費: 5,000千円)
1992年度: 6,500千円 (直接経費: 6,500千円)
キーワード固体高分解能NMR / 回転エコー二重共鳴(REDOR) / 原子間距離 / ペプチド / 分子動力学 / 回転共鳴法 / 回転エコー二重共鳴法 / 双極子分裂 / 原子間距離測定 / NMR / REDOR / 三次元構造 / 回転エコー二重共鳴 / バクテリオロドプシン
研究概要

本研究においては、固体分子における安定同位体標識した特定の原子間の双極子相互作用を高分解能NMR測定条件下で選択的に復活させ、その原子間距離の精密測定を可能にすることにより分子の三次元構造を非経験的に構築するための、種々の新しい手法の検討および総合的解析システムの開発を行った。同時に、分子の特定部位における分子運動の有無が解析の精度に重要な役割をはたすため、種々の時間尺度における分子のダイナミックスの検討もあわせて行った。
まず第一に、ペプチド主鎖の4化学結合を経由するカルボニル、アミド基について^<13>C、^<15>Nによる二重標識ペプチドを調製し、回転エコー二重共鳴(REDOR)法によるエコー強度の解析ならびに、標識化合物を非標識化合物によって希釈することによる隣接分子からの標識原子の寄与の除去、ならびに3スピン系の双極子相互作用の解析から測定精度を0.02Aまでの精度での測定を可能にすることができることがわかった。系統的な距離情報の抽出によりペプチドの二面体角の決定、ひいては主鎖に関する三次元構造の決定が可能であることをトリペプチドレベルで示すことができた。また、分子ダイナミックス計算との併用による分子の三次元構造の構築に関しても検討を行い、三次元構造解析に関連した種々の問題点を摘出するとともに、解析システムとして確立することができた。さらに、^<15>N-H距離のように直接化学結合で結ばれている系では、双極子相互作用によるPakeダブレットの観測から測定が可能で、特に水素結合強度との相関についても検討した。また、分子ダイナミックスに関しては、チロシンなど芳香族側鎖のフリップフロップ運動に関して種々の時間尺度を持つ系の系統的な速度定数測定法を確立した。

報告書

(4件)
  • 1994 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1993 実績報告書
  • 1992 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (35件)

  • [文献書誌] A. Naito: "Determination of N-H Bond-Lengths for Simple Peptides in the Solid State by Natural Abundance ^<15>N Two-dimensional Separated Local Dipolar Field (2D-SLDF) NMR Spectroscopy." Bulletin of the Chemical Society of Japan. 66,. 3309-3313 (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tuzi: "A High-resolution Solid-state ^<13>C NMR Study on [1-^<13>C]and [3-^<13>C]Ala and [1-^<13>C]Leu and Val-labelled Bacteriorhodopsin: Conformation and Dynamics of Transmembrane Helices,Loops and Termini and Hydration-induced Conformational Change" European Journal of Biochemistry. 218. 837-844 (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Naito: "A High-resolution ^<15>N Solid-state NMR Study of Collagen and Related Polypeptides: The Effect of Hydration on Formation of Interchain Hydrogen Bonds as the Primary Source of Stability of the Collagen-type Triple Helix" European Journal of Biochemistry. 224. 729-734 (1994)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Naito: "Inter-and Intramolecular Contribution of Neighboring Dipolar Pairs to the Precise Determination of Interatomic Distances in a Simple [^<13>C, ^<15>N] Peptides by ^<13>C, ^<15>N-REDOR NMR Spectroscopy." Chemical Physics Letters. 229. 506-511 (1994)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tuzi: "A ^<13>C NMR Study on Conformation and Dynamics of the Transmembrane α-Helices, Loops and C-Terminus of [3-^<13>C]Ala-labelled Bacteriorhodpsin," Biochemistry. 33. 15046-15052 (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Saito: "Conformation and Dynamics of Fibrous and Membrane Proteins as Revealed by High Resolution Solid-State NMR," Macromol. Symp.in press.

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Naito: "Phenyl Ring Dynamics of the Insulin Fragment Gly-Phe-Phe (B23-B25) by Solid-State Deuterium NMR," J. Mol. Struct.(in press.).

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 斉藤 肇: "タンパク質の固体高分解能NMR" 生物物理. 33. 274-279 (1993)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Saito: "A ^<13>C NMR Study on Collagens in the Solid State: Hydration/Dehydration-Induced Conformational Change of Collagen and Detection of Internal Motions." Journal of Biochemistry. 111. 376-382 (1992)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tuzi: "A High-Resolution Solid-state ^<13>C NMR Study on Crystalline Bovine Heart Cytochrome C Oxidase and Lysozyme: Dynamic Behavior of Protein and Detergent in the Complex," European Journal of Biochemistry,. 208. 713-720 (1992)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J. Aketagawa: "Activation of Limulua Coagulation Factor G by Several (1→3) -β-D-Glucans: Comparison of the Potency of the Glucans with Identical Degree of Polymerization but Taking Different Conformations," Journal of Biochemistry,. 113,. 563-566

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Naito: "Peptide Chemistry 1993" Protein Research Foundation, 4 (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Naito: "Peptide Chemistry 1994" 4 (1995)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Saito: "Annual Report on NMR Spectroscopy" Academic Press,London, (in press.), (1995)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Saito: "Polysaccharides: Solid State NMR Studies, Encyclopedia of Nuclear Magnetic Resonance," Wiley (in press.),

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Naito, S.Tuzi, and H.Saito: "Determination of N-H Bond-Lengths fot Simple Peptides in the Solid State by Natural Abundance ^<15>N Two-dimensional Separated Local Dipolar Field (2D-SLDF) NMR Spectroscopy" Bulletin of the Chemical Society of Japan. 66. 3309-3313 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Tuzi, A.Naito, and H.Saito: "A High-resolution Solid-state ^<13>C NMR Study on [1-^<13>C]and[3-^<13>C]Ala and [1-^<13>C]Leu and Val-labelled Bacteriorhodopsin : Conformation and Dynamics of Transmembrane Helices, Loops and Termini and Hydration-induced Conformational Change" European Journal of Biochemistry. 218. 837-844 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Naito, T.Iizuka, S.Tuzi, and H.Saito: "2D Solid-State NMR of Biologically Active Peptides : Rate Constant of Very Slow Flip-Flop Motion in Tyrosine Residues" Peptide Chemistry 1993, Protein Research Foundation. 405-408 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Naito, S.Tuzi, and H.Saito: "A High-resolution ^<15>N Solid-state NMR Study of Collagen and Related Polypeptides : The Effect of Hydration on Formation of Interchain Hydrogen Bonds as the Primary Source of Stability of the Collagen-type Triple Helix" European Journal of Biochemistry. 224. 729-734 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Naito, K.Nishimura, S.Tuzi, and H.Saito: "Inter-and Intramolecular Contribution of Neighboring Dipolar pairs to the Precise Determination of Interatomic Distances in a Simple [^<13>C,^<15>N] Peptides by ^<13>C,^<15>N-REDOR NMR Spectroscopy" Chemical Physics Letters. 29. 506-511 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Tuzi, A.Naito, and H.Saito: "A ^<13>C NMR Study on Conformation and Dynamics of the Transmembrane alpha-Helices. Loops and C-Terminus of [3-^<13>C]Ala-labelled Bacteriorhodpsin" Biochemistry. 33. 15046-15052 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Naito, K.Nishimura, S.Tuzi, and H.Saito: "Three Dimensional Structures of Biologically Active Peptides as Revealed by High-Resolution Solid-State NMR Spectroscopy" Peptide Chemistry 1994, Protein Research Foundation. (in press.).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Saito and M.Yokoi: "A ^<13>C NMR Study on Collagens in the Solid State : Hydration/Dehydration-Induced Conformational Change of Collagen and Detection of Internal Motions" Journal of Biochemistry. 111. 376-382 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Tuzi, K.Shinzawa-Itoh, T.Erata, A.Naito, S.Yoshikawa, and H.Saito: "A High-resolution Solid-state ^<13>C NMR Study on Crystalline Bovine Heart Cytochrome C Oxidase and Lysozyme : Dynamic Behavior of Protein and Detergent in the Complex" European Journal of Biochemistry. 208. 713-720 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Aketagawa, S.Tanaka, H.Tamura, Y.Shibata, and H.Saito: "Activation of Limulua Coagulation Factor G by Several (1*3) -beta-D-Glucans : Comparison of the Potency of the Glucans with Identical Degree of Polymerization but Taking Different Confor mations" Journal of Biochemistry. 113. 563-566 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Naito: "Determination of N-H Bond-lengths for Simple Peptides in the Solid State by Natural Abundance…" Bulletin of the Chemical Society of Japan. 66. 3309-3313 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] S.Tuzi: "A High-resolution Solid-State ^<13>C NMR Study on 〔1-^<13>C〕 and 〔3-^<13>C〕 Ala and 〔1-^<13>C〕 Leu and…" European Journal of Biochemistry. 218. 837-844 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] J.Aketagawa: "Activation of Limulus Coaguration Factor G by Several (1〓3)-B-D-Glucans : Comparsion of…" Journal of Biochemistry. 113. 563-566 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Sugawara: "Reversible Crystal Transition of Guanosine between the Dihydrate and Anhydr〓〓s State…" Journal of Biological Structure and Dynamics. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 斉藤 肇: "固体高分解能NMRによる距離測定" 化学. 48. 220-221 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 斉藤 肇: "タンパク質の固体高分解能NMR" 生物物理. 33. 274-279 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] A.Naito: "Peptide Chemistry 1993" Protein Research Foundation, 4 (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 斉藤 肇: "固体高分解能NMRによる距離測定" 化学. 48. 220-221 (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] S.Tuzi: "A High-resolution Solid-state ^<13>C NMR Study on Crystalline Bovine Heart Cytochrome C Oxidase and Lysozyme:Dynamic Behavior of Protein and Detergent inthe Complex" European Journal of Biochemistry. 208. 713-720 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] H.Saito: "Viscoelasticity of Biomaterials" American Chemical Society, 15 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書

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公開日: 1992-04-01   更新日: 2016-04-21  

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