| 研究課題/領域番号 |
09044218
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| 研究種目 |
国際学術研究
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 共同研究 |
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| 研究分野 |
機能生物化学
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
相原 茂夫 京都大学, 食糧科学研究所, 助教授 (20027197)
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| 研究分担者 |
山根 隆 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80030055)
デルーカス ローレンスJ. アラバマ大学, バーミンガム校・巨大分子結晶解析センター, 教授
DELUCAS Lowrence Center for Macromolecular Crystallograph, Univ. of Alabama at Birmingham, U. S. A., Professor
デルーカス ローレンス アラバマ大学, バーミンガム校・高分子結晶解析センター, 教授
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1998
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| 研究課題ステータス |
完了 (1998年度)
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| 配分額 *注記 |
8,700千円 (直接経費: 8,700千円)
1998年度: 3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
1997年度: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
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| キーワード | リゾチーム / タンパク質結晶成長 / 蒸気拡散法 / X線結晶解析 / 分子パッキング / 水の構造 / 微小重力 / スペースシャトル / X線結晶構造解析 / 結晶成長 / ニワトリ卵白リゾチーム / 宇宙 / ハンギングドロップ法 / 単斜晶 / 正方晶 |
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| 研究概要 |
スペースシャトルを利用して宇宙の微小重力環境の下で蒸気拡散法により酵素タンパク質ニワトリ卵白リゾチームを結晶化し、タンパク質結晶成長に対する宇宙の微小重力の影響について構造生物学的観点から考察した。
リゾチームの空間群の異なる3種類、5種の単結晶(単斜晶、斜方晶(20℃及び37℃)、正方晶(pH4.7及びpH9.1))について宇宙並びに地上で結晶化し、X線結晶構造解析により得られた結晶学的データと分子構造を比較した。宇宙の結晶はX線結晶学的に良質で、分解能の高い高精度の反射データを収集することができた。結晶格子のサイズは宇宙と地上で僅かに差異が認められたが、分子パッキングに相違はなく、分子構造自体にも宇宙と地上の結晶構造の間で本質的に顕著な差異はなかった。特に、斜方晶系に属する結晶では、宇宙と地上に関係なく、結晶化したすべての結晶について結晶内分子配列に同一の分子配置を有するユニットが認められた。しかし、タンパク質分子に結合した水の分布については保存性の高い結合水は3分子しか同定できなかっただけでなく、格子内の分子間水素結合の形態や数に相違が認められた。これらの事実は、結晶成長が地上と宇宙で同様のメカニズムで進行すること、そして、宇宙の微小重力はタンパク質分子の構造自体には影響を与えないが、タンパク質分子間の相互作用に影響することを示唆している。実験を行った宇宙の微小重力場では重力が地球の10^<-3>〜10^<-4>に減少するのに対してタンパク質分子表面の電荷の強度は両環境の間で殆ど変化しない。従って、タンパク質分子表面の物理的特性、すなわち、分子表面の電荷の分布や強度が微小重力場における結晶核生成時のタンパク質分子間相互作用に対して、地上に比べて重要な意味を持ち、微小重力場では分子配列の良好な結晶核(モザイク度の少ない結晶)が生成することによってX線結晶学的に良質の単結晶が得られると推察した。
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