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時間分解赤外分光法によるロドプシンの内部結合水の構造解析

研究課題

研究課題/領域番号 04F04452
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 生物物理学
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

神取 秀樹  名古屋工業大学, 工学研究科, 教授

研究分担者 LORENZ FONFRIA V.A  名古屋工業大学, 工学研究科, 外国人特別研究員
VICTOR A.Lorenz Fonfria  名古屋工業大学, 工学研究科, 外国人特別研究員
VICTOR A. Lorenz Fon  名古屋工業大学, 工学研究科, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2006年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2005年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2004年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
キーワード生物物理 / ナノバイオ / 生体分子 / 蛋白質 / 光スイッチ / 水分子 / 赤外分光 / 水素結合 / プロトンポンプ / 内部結合水 / 時問分解赤外分光法 / スイッチ / バクテリオロドプシン / 伸縮振動 / レチナール / 光受容蛋白質
研究概要

研究代表者はこれまでに低温赤外分光法を用いて、分子ポンプであるバクテリオロドプシンに結合した内部結合水の性質を明らかにしてきた。本研究はこれを蛋白質が実際に機能する室温でも起こるのかどうか明らかにするため、室温での時間分解赤外分光による解析を行うことを計画した。
研究分担者は、研究代表者の研究室に既設のステップスキャン時間分解フーリエ変換赤外分光装置およびナノ秒レーザーを用いて、時間分解赤外分解計測系を構築した。得られたデータを参考にして、分担者が得意とする数学的手法を使った原著論文をApplied spectroscopy誌に発表することができた。その解析をさらに深めた次の論文も最近、Applied spectroscopy誌にアクセプトされ、2007年に出版される予定である。
さらに、バクテリオロドプシンの水和フィルムに対して水分子の信号を得ることに成功し、低温分光法によって得た水の信号と異なる信号を得た。この成果は、低温と室温での光反応ダイナミクスの違いを直接的に示すデータである。現在、原著論文を作成しているところであり、分担者はこの成果を中国での国際会議で招待講演として発表した(2006年11月)。
研究代表者は上記、示した研究成果の他にも、研究発表に記した種々の成果を、主に赤外分光法により得ることができた。

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2007 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (41件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Practical aspects of the maximam entropy inversion of the Laplace transform for the quantitative analysis of multi-exponential data2007

    • 著者名/発表者名
      Lorenz Fonfria, Kandori
    • 雑誌名

      Appl.Spectrosc. 61(In press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Assignment of the vibrational modes of the chromophores of iodopsin and bathoiodopsin : Low-temperature Fourier transform infrared spectroscopy of ^<13>C-and ^2H-labeled iodopsins2006

    • 著者名/発表者名
      Hirano et al.
    • 雑誌名

      Biochemistry 45

      ページ: 1285-1294

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Structural changes in the Schiff base region of squid rhodopsin upon photoisomerization studied by low-temperature FTIR spectroscopy2006

    • 著者名/発表者名
      Ota et al.
    • 雑誌名

      Biochemistry 45

      ページ: 2845-2851

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] FTIR syudy of the photoisomerization processes in the 13-cis and all-trans forms of Anabaena sensory rhodopsin at 77K2006

    • 著者名/発表者名
      Kawanabe et al.
    • 雑誌名

      Biochemistry 45

      ページ: 4362-4370

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Temperature-dependent interaction between photoactivated pharaonis phoborhodopsin and its transducer2006

    • 著者名/発表者名
      Kamada et al.
    • 雑誌名

      Biochemistry 45

      ページ: 4859-4866

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Transformation of time-resolved spectra to lifetime-resolved spectra by maximum entropy inversion of the Laplace transform2006

    • 著者名/発表者名
      Lorenz Fonfria, Kandori
    • 雑誌名

      Appl.Spectrosc. 60

      ページ: 407-417

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Internal water molecules of the proton-pumping halorhodopsin in the presence of azide2006

    • 著者名/発表者名
      Mune da et al.
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc. 128

      ページ: 6294-6295

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Strongly hydrogen-bonded water molecule is observed only in the alkaline form of proteorhodopsin2006

    • 著者名/発表者名
      Furutani et al.
    • 雑誌名

      Chem.Phys. 324

      ページ: 705-708

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Hydrogen-bonding interaction of the protonated Schiff base with halides in a chloride-pumping bacteriorhodopsin mutant2006

    • 著者名/発表者名
      Shibata et al.
    • 雑誌名

      Biochemistry 45(In press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Structural changes in bacteriorhodopsin following retinal photoisomerization from the 13-cis form2006

    • 著者名/発表者名
      Mizuide et al.
    • 雑誌名

      Biochemistry 45(In press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Photoreaction cycle of the Light, Oxygen, and Voltage domain in FKF1 determined by low-temperature absorption spectroscopy2006

    • 著者名/発表者名
      Zikihara et al.
    • 雑誌名

      Biochemistry 45(In press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Assignment of the Hydrogen-Out-Of-Plane and In-Plane vibrations of the retinal chromophore in the K intermediate of pharaonis phoborhodopsin2006

    • 著者名/発表者名
      Furutani et al.
    • 雑誌名

      Biochemistry 45(In press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] エントロピーを減少させる光駆動プロトンポンプのしくみ2006

    • 著者名/発表者名
      神取秀樹
    • 雑誌名

      BIONICS 21

      ページ: 56-58

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Water Structural Changes in the Activation Process of the LOV2 Domain of Adiantum Phytochrome3.2005

    • 著者名/発表者名
      Nozaki et al.
    • 雑誌名

      J.Mol.Struct. 735/736

      ページ: 259-265

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Reactive Cysteine is Protonated in the Triplet Excited State of the LOV2 Domain in Adiantum Phytochrome3.2005

    • 著者名/発表者名
      Sato et al.
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc. 127

      ページ: 1088-1089

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Structural Changes of the Complex between pharaonis Phoborhodopsin and Its Cognate Transducer upon Formation of the M Photointermediate.2005

    • 著者名/発表者名
      Furutani et al.
    • 雑誌名

      Biochemistry 44

      ページ: 2909-2915

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] FTIR Studies of Internal Water Molecules in the Schiff Base Region of Bacteriorhodopsin.2005

    • 著者名/発表者名
      Shibata et al.
    • 雑誌名

      Biochemistry 44

      ページ: 7406-7413

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Comparative Investigation of the LOV1 and LOV2 Domains in Adiantum Phytochrome3.2005

    • 著者名/発表者名
      Iwata et al.
    • 雑誌名

      Biochemistry 44

      ページ: 7427-7434

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] FTIR Studies of the Photoactivation Processes in Squid Retinochrome.2005

    • 著者名/発表者名
      Furutani et al.
    • 雑誌名

      Biochemistry 44

      ページ: 7988-7997

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Unique Temperature Dependence in the Adduct Formation between FMN and Cysteine S-H Group in the LOV2 Domain of Adiantum Phytochrome3.2005

    • 著者名/発表者名
      Nozaki et al.
    • 雑誌名

      Chem.Phys.Lett. 410

      ページ: 59-63

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Hydrogen-Bonding Alterations of the Protonated Schiff Base and Water Molecule in the Chloride Pump of Natronobacterium pharaonis.2005

    • 著者名/発表者名
      Shibata et al.
    • 雑誌名

      Biochemistry 44

      ページ: 12279-12286

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] FTIR Spectroscopy of the All-Trans Form of Anabaena Sensory Rhodopsin at 77K : Hydrogen Bond of a Water between the Schiff Base and Asp75.2005

    • 著者名/発表者名
      Furutani et al.
    • 雑誌名

      Biochemistry 44

      ページ: 12287-12296

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Strongly Hydrogen-Bonded Water Molecule Present near the Retinal Chromophore of Leptosphaeria Rhodopsin, the Bacteriorhodopsin-like Proton Pump from a Eukaryote.2005

    • 著者名/発表者名
      Sumii et al.
    • 雑誌名

      Biochemistry 44

      ページ: 15159-15166

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Redox-induced Protein Structural Changes in Cytochrome by Revealed by Fourier-transform Infrared Spectroscopy and ^<13>C-Tyr-labeling.2005

    • 著者名/発表者名
      Kandori et al.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 280

      ページ: 32821-32826

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Steric Constraint in the Primary Photoproduct of an Archaeal Rhodopsin from Regiospecific Perturbation of C-D Stretching Vibration of the Retinyl Chromophore.2005

    • 著者名/発表者名
      Sudo et al.
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc. 127

      ページ: 16036-16037

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Strongly Hydrogen-Bonded Water Molecules in the Schiff Base Region of Rhodopsins.2005

    • 著者名/発表者名
      Furutani et al.
    • 雑誌名

      Photochem.Photobiol.Sci. 4

      ページ: 661-666

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Mechanism of Photoactivation in the LOV2 Domain of Adiantum Phytochrome3.2005

    • 著者名/発表者名
      Iwata et al.
    • 雑誌名

      Recent Res.Devel.Biochem. 6

      ページ: 1-26

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] イオンポンプの機能にかかわる蛋白質内部の水分子2005

    • 著者名/発表者名
      神取秀樹
    • 雑誌名

      現代化学 414

      ページ: 51-57

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Structural changes of the complex between pharaonis phoborhodopsin and its cognate transducer upon formation of the M photointermediate2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Furutani et al.
    • 雑誌名

      Biochemistry 44(In press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Strongly hydrogen-bonded water molecules in the Schiff base region of rhodopsins2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Furutani et al.
    • 雑誌名

      Photochem.Photobiol.Sci. (In press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Maximum entropy deconvolution of infrared spectra : Use of a novel entropy expression without sign restriction2005

    • 著者名/発表者名
      Lorenz-Fonfria VA et al.
    • 雑誌名

      Appl.Spectrosc 44(In press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] FTIR spectroscopy of the O photointermedate in pharaonis phoborhodopsin2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Furutani et al.
    • 雑誌名

      Biochemistry 43

      ページ: 5204-5212

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Internal water molecules of light-driven chloride pump proteins2004

    • 著者名/発表者名
      M.Shibata et al.
    • 雑誌名

      Chem.Phys.Lett. 392

      ページ: 330-333

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Altered hydrogen bonding of Arg82 during the proton pump cycle of bacteriorhodopsin : a low-temperature polarized FTIR spectroscopic study2004

    • 著者名/発表者名
      T.Tanimoto et al.
    • 雑誌名

      Biochemistry 43

      ページ: 9439-9447

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] FTIR Spectroscopy of the K Photointermedate of Neurospora rhodopsin : Structural changes of the retinal, protein, and water molecules after Photoisomerization2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Furutani et al.
    • 雑誌名

      Biochemistry 43

      ページ: 9636-9646

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Role of hydrogen-bond network in energy storage of bacteriorhodopsin's light-driven proton pump revealed by ab initio normal-mode analysis2004

    • 著者名/発表者名
      S.Hayashi et al.
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc. 126

      ページ: 10516-10517

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Hydration switch model for the proton transfer in the Schiff base region of bacteriorhodopsin2004

    • 著者名/発表者名
      H.Kandori
    • 雑誌名

      Biochim.Biophys.Acta. 1658

      ページ: 72-79

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Molecular mechanism of protein-protein interaction of pharaonis phoborhodopsin/transducer and photo-signal transfer reaction by complex2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Sudo et al.
    • 雑誌名

      Recent Res.Devel.Biophys. 3

      ページ: 1-16

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Curve-fitting overlapped bands : quantification and improvement of curve-fitting robustness in the presence of errors in the model and in the data2004

    • 著者名/発表者名
      Lorenz-Fonfria VA et al.
    • 雑誌名

      Analyst 129

      ページ: 1243-1250

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Curve-fitting of Fourier manipulated spectra comprising apodization, smoothing, derivation and deconvolution2004

    • 著者名/発表者名
      Lorenz-Fonfria VA et al.
    • 雑誌名

      Spectrochim Acta A Mol Biomol Spectrosc 60

      ページ: 2703-2710

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] バクテリオロドプシンにおける内部結合水の振動解析2004

    • 著者名/発表者名
      柴田幹大, 神取秀樹
    • 雑誌名

      生物物理 44

      ページ: 113-117

    • NAID

      110001151703

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] cis-trans Isomerization in Biochemistry2006

    • 著者名/発表者名
      H.Kandori
    • 出版者
      Wiley-VCH Freiburg(In press)
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] 細胞生物学事典(イオンポンプ)2005

    • 著者名/発表者名
      神取秀樹
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      朝倉書店
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2024-03-26  

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