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タンパク質-配位子相互作用の光反応過程直接観測

研究課題

研究課題/領域番号 11J10227
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生物分子科学
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

富田 文菜  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2013年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2012年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2011年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードヘモグロビン / X線結晶構造解析 / 配位子輸送 / 光解離 / 時間分解測定 / 一酸化炭素 / 動的構造 / 構造生物学 / 分子生物学
研究概要

平成25年度は、24年度に引き続き、一酸化炭素結合型ヘモグロビンの時間分解X線回折実験を行い、配位子の解離に伴う分子変形の過程を明らかにするため、室温付近でのポンプ-プロープ実験を行った。室温付近でのX線照射による試料のダメージを考慮すると、データセット当たりの回折イメージ数が抑えられる、白色X線での測定が適しているため、Laue法での測定を行った。
配位子の解離効率を上げるため、アロステリックエフェクターを付加したヘモグロビンを測定試料とし、その一酸化炭素結合型ヘモグロビン単結晶の作製は、自治医科大学の生物物理学部門の研究室の設備を使用して行った。時間分解ポンプ-プローブ実験については、高エネルギー加速器研究機構のPF-AR/NW14Aにて行った。また、試料結晶をマウントする際の雰囲気制御等を行い、室温付近での試料の固定方法を改善した。その結果、現時点でレーザー照射前後での差電子マップの生成までを行う事ができた。
他に、低温下のアロステリックエフェクター付きのヘモグロビンでは、時間とともに光解離した配位子がヘモグロビン分子内部の空洞にトラップされる様子が観測された。また、配位子の移動に伴うアミノ酸残基の原子位置のシフトについても観測することができた。また、同様の測定条件下において顕微分光実験を行い、光解離率を見積もることができた。現在この結果について、論文を執筆中である。
これまでに得られたHbA、HbC、BzfHbCOの配位子光解離実験の結果については、2014年3月に行われた物構研サイエンスフェスタ2013にてポスター発表を行った。今後、アロステリックエフェクターを付加したヘモグロビンのラウエ回折実験の結果についても、継続的に成果発表を行う予定である。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

報告書

(3件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Solvent-Dependent Molecular Structure of Ionic Species Directly Measur ed by Ultrafast X-Ray Solution Scattering2013

    • 著者名/発表者名
      Kyung Hwan Kim, Jae Hyuk Lee, Joonghan Kim, Shunsuke Nozawa, Tokushi Sato, Ayana Tomita, Kouhei Ichiyanagi, Hosung Ki, Jeongho Kim, Shin-ichi Adachi and Hyotcherl Ihee
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 110 号: 16

    • DOI

      10.1103/physrevlett.110.165505

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Time-resolved X-ray crystal structure analysis for elucidating the hidden 'over-neutralized' phase of TTF-CA2013

    • 著者名/発表者名
      Manabu Hoshino, Shunsuke Nozawa, Tokushi Sato, Ayana Tomita, Shinichi Adachi and Shin-ya Koshihara
    • 雑誌名

      Royal Society of Chemistry Advances

      巻: 3 号: 37 ページ: 16313

    • DOI

      10.1039/c3ra42489h

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ligand migration in myoglobin : A combined study of computer simulation and x-ray crystallography2012

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Tsuduki, Ayana Tomita, Shin-ya Koshihara, Shin-ichi Adachi, Takahisa Yamato
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 136 号: 16 ページ: 165101-165101

    • DOI

      10.1063/1.4704586

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coordination and electronic structure of ruthenium(II)-tris-2,2′- bipyridine in the triplet metal-to-ligand charge-transfer excited state observed by picosecond time-resolved Ru K-edge XAFS2012

    • 著者名/発表者名
      Tokushi Sato, Shunsuke Nozawa, Ayana Tomita, Manabu Hoshino, Shin-ya Koshihara, Hiroshi Fujii, Shin-ichi Adachi
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 116 号: 27 ページ: 14232

    • DOI

      10.1021/jp3038285

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Slow Ligand Migration Dynamics in Tetrameric Hemoglobin at Cryogenic Temperature2014

    • 著者名/発表者名
      富田文菜、佐藤篤志、野澤俊介、星野学、野口大貴、朴三用、柴山修哉、腰原伸也、足立伸一
    • 学会等名
      第31回PFシンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Time-resolved X-ray liquidography for applying XFEL2013

    • 著者名/発表者名
      Tokushi Sato, Shunsuke Nozawa, Ayana Tomita, Manabu Hoshino, Shin-ya Koshihara and Shin-ichi Adachi
    • 学会等名
      X-ray Free Electron Laser School and Symposium
    • 発表場所
      Dinard, France
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ミオグロビンとヘモグロビンの配位子光解離に伴う分子変形過程2012

    • 著者名/発表者名
      富田文菜
    • 学会等名
      第63回結晶化学研究会
    • 発表場所
      東京工業大学(招待講演)
    • 年月日
      2012-12-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Slow Ligand Migration Dynamics in Human Hemoglobin at Cryogenic Temperature2012

    • 著者名/発表者名
      富田文菜
    • 学会等名
      第29回PFシンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-12-12   更新日: 2024-03-26  

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