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水と生体分子が織り成す生命現象の化学に関する研究の総括

研究課題

研究課題/領域番号 15076101
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関大学共同利用機関法人自然科学研究機構(共通施設) (2007-2008)
東京大学 (2003-2006)

研究代表者

桑島 邦博  大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設), 岡崎統合バイオサイエンスセンター, 教授 (70091444)

研究分担者 後藤 祐児  大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (40153770)
寺嶋 正秀  京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (00188674)
片岡 幹雄  奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 教授 (30150254)
平田 文男  自然科学研究機構, 分子科学研究所・理論計算分子科学研究領域, 教授 (90218785)
研究期間 (年度) 2003 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
78,000千円 (直接経費: 78,000千円)
2008年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2007年度: 15,000千円 (直接経費: 15,000千円)
2006年度: 15,000千円 (直接経費: 15,000千円)
2005年度: 15,000千円 (直接経費: 15,000千円)
2004年度: 15,000千円 (直接経費: 15,000千円)
2003年度: 15,000千円 (直接経費: 15,000千円)
キーワード生物物理 / 化学物理 / 生体分子 / 水 / 自己組織化 / 分子認識 / 分子シミュレーション / アミロイド / 生命現象 / 物理化学 / 水溶液 / 蛋白質 / ダイナミクス / 機能
研究概要

特定領域研究「水と生体分子が織り成す生命現象の化学」(領域代表:桑島邦博)は、「分子レベルの生命現象を第一原理より化学と物理学の立場から解き明かす」ことを目的として平成15年度から19年度までの5年間実施された。本研究では、この特定領域研究の成果とりまとめを行うことを目的とした。
以下の研究が実施された。
(1)成果とりまとめのための書籍出版特定領域研究の研究成果を書籍(題名:Water and Biomolecules-The Physical Chemistry of Life Phenomena)にまとめた。本研究の研究代表者(桑島)と研究分担者・連携研究者(後藤、平田、寺嶋、片岡)が編集者となり、特定領域研究の計画班班員と5回開催された特定領域研究公開国際シンポジウムの招待講演者の中から執筆者15名を選び、「水と生体分子」を中心テーマとしたモノグラフ・スタイルの英文書籍をSpringer社から出版した。
(2)公開ワークショップの開催上記の書籍執筆者の中から代表的な6名を選び、平成21年3月16日に愛知県岡崎市・岡崎コンファレンスセンターにて"Chemistry of Biological Processes Created by Water and Biomolecules"と題する公開ワークショップを開催した。新学術領域研究「揺らぎと生体機能」との合同シンポジウムとして行った。
研究体制は、研究代表者の桑島と特定領域研究総括班メンバーであった後藤、平田、寺嶋、片岡の4名が研究分担者または連携研究者として加わった。分子科学研究所の平田は、研究分担者と同等の責務を負うが、研究代表者の桑島と実質上同じ研究機関に属するので、研究費の配分は行わず、連携研究者として研究に参画した。

報告書

(6件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2009 2008 2007 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (27件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (7件) 図書 (2件) 備考 (1件) 文献書誌 (6件)

  • [雑誌論文] A comprehensive model for packing and hydration for amyloid fibrils of β2-microglobulin.2009

    • 著者名/発表者名
      Y.-H.Lee
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 284(4)

      ページ: 2169-2175

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydration affects both harmonic and anharmonic nature of protein dynamics2008

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Nakagawa
    • 雑誌名

      Biophysical Journal 95

      ページ: 2916-2923

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Signal transmission through the HtrII transducer alters the interaction of two α-helices in the HAMP domain2008

    • 著者名/発表者名
      K.Inoue
    • 雑誌名

      J.Mol.Biol. 376

      ページ: 963-970

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Equilibrium and Kinetics of the Folding and Unfolding of Canine Milk Lysozyme2007

    • 著者名/発表者名
      NAKATANI, Hiroyasu
    • 雑誌名

      Biochemistry 46

      ページ: 5238-5251

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unfolding Pathways of Goat a-Lactalbumin as Revealed in Multiple Alignment of Molecular Dynamics Trajectories2007

    • 著者名/発表者名
      OROGUCHI, Tomotaka
    • 雑誌名

      J.Mol.Biol. 371

      ページ: 1354-1364

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heat-triggered conversion of protofibrils into mature amyloid fibrils of β2-microglobulin2007

    • 著者名/発表者名
      SASAHARA, Kenji
    • 雑誌名

      Biochemistry 46

      ページ: 3286-3293

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Statistical-Mechanical Theory of Ultrasonic Absorption in Molecular Liquids2007

    • 著者名/発表者名
      A. E. Kobryn and F. Hirata
    • 雑誌名

      J.Chem.Phys. 126(4)

      ページ: 44504-44504

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of the solution structure of the M intermediate of photoactive yellow protein using high-angle solution x-ray scattering2007

    • 著者名/発表者名
      Hironari Kamikubo
    • 雑誌名

      Biophysical Journal 92

      ページ: 3633-3642

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A line-scanning multiphoton fluorescelnce spectromicroscope applied to the study of the thylakoid membrane in cyanobacteria and chloroplasts2007

    • 著者名/発表者名
      KUMAZAKI, Shigeichi
    • 雑誌名

      Photosynthesis research 91

      ページ: 211-211

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surprisingly high correlation between early and late stages in non-two-state protein folding2006

    • 著者名/発表者名
      Kamagata, K.
    • 雑誌名

      J. Mol. Biol. 357

      ページ: 1647-1654

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] The equilibrium unfolding intermediate observed at pH 4 and its relationship with the kinetic folding intermediates in green fluorescent protein2006

    • 著者名/発表者名
      Enoki, S.
    • 雑誌名

      J. Mol. Biol. 361

      ページ: 969-982

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Mechanism by which the amyloid-like fibrils of a ・2-microglobulin fragment are induced by fluorine-substituted alchols2006

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi, K.
    • 雑誌名

      J. Mol. Biol. 363

      ページ: 279-288

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Selective ion-binding by protein probed with the 3D-RISM theory2006

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, N.
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc. 128

      ページ: 12042-12043

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A single CH/・ weak hydrogen bond governs stability and photocycle of photoactive yellow protein2006

    • 著者名/発表者名
      Imamoto, Y.
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc. 128

      ページ: 10646-10647

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Time-resolved thermodynamics : Heat capacity change of transient species during photo-reaction of PYP2006

    • 著者名/発表者名
      Khan, J. S.
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc. 128

      ページ: 1002-1008

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Characterization of kinetic folding intermediates of recombinant canine milk lysozyme by stopped-flow circular dichroism.2005

    • 著者名/発表者名
      Nakao, M.
    • 雑誌名

      Biochemistry 44

      ページ: 6685-6692

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Atomically detailed description of the unfolding of α-lactalbumin by the combined use of experiments and simulations.2005

    • 著者名/発表者名
      Oroguchi, T.
    • 雑誌名

      J.Mol.Biol. 354

      ページ: 164-172

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Elucidation of information encoded in tryptophan 140 of staphylococcal nuclease.2005

    • 著者名/発表者名
      Hirano, S.
    • 雑誌名

      Proteins : Struct.Funct.Bioinformat. 58

      ページ: 271-277

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Seeding-dependent maturation of β2-microglobulin amyloid fibrils at neutral pH.2005

    • 著者名/発表者名
      Kihara, M.
    • 雑誌名

      J.Mol.Biol. 280

      ページ: 12012-12018

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Conformational dynamics of Phototropin 2 LOV2 domain with the linker upon photoexciation.2005

    • 著者名/発表者名
      Eitoku, T.
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc. 127

      ページ: 13238-13244

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Water Molecules in a Protein Cavity Detected by a Statistical-Mechanical Theory.2005

    • 著者名/発表者名
      Imai, T.
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc 127

      ページ: 15334-15335

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 水と生体分子の物理化学の新展開([新連載]水と生体分子が織りなす生命現象(1))2005

    • 著者名/発表者名
      桑島 邦博
    • 雑誌名

      現代化学 No.42

      ページ: 49-54

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Unification of the Folding Mechanisms of Non-two-state and Two-state Proteins2004

    • 著者名/発表者名
      K.Kamagata
    • 雑誌名

      J.Mol.Biol. 339

      ページ: 951-965

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Direct observation of Ab amyloid fibril growth and inhibition2004

    • 著者名/発表者名
      Tadato Ban
    • 雑誌名

      J.Mol.Biol. 344

      ページ: 757-767

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Solvation Thermodynamics of Protein Studied by the 3D-RISM Theory2004

    • 著者名/発表者名
      T.IAMI
    • 雑誌名

      Chem.Phys.Lett. 395

      ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Protein Dynamical Heterogeneity Derived from Neutron Incoherent Elastic Scattering2004

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

      J.Phys.Soc.Jpn. 73

      ページ: 491-495

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] The escape process of carbon monoxide from myoglobin to solution at physiological temperature2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Nishihara
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc. 11877-11888

      ページ: 11877-11888

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [学会発表] Structure of the photointermediate of PYP and the propagation mechanism of structural change2008

    • 著者名/発表者名
      片岡 幹雄
    • 学会等名
      Cordon Research Conference on Photosensory Receptors & Signal Transduction
    • 発表場所
      ヴェンチュラ(アメリカ合衆国カリフォルニア州)
    • 年月日
      2008-01-30
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] A statistical mechanics theory of molecular recognition, and it's alication to aquqporin2008

    • 著者名/発表者名
      F. Hirata
    • 学会等名
      The 5th Open Work Shop on "Chemistry of Biological Processes Created by Water and Biomolecules, "
    • 発表場所
      Nara
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 真性体および組換え体aラクトアルブミンの構造の安定性とダイナミクス2007

    • 著者名/発表者名
      桑島 邦博
    • 学会等名
      平成19年度日本酪農科学シンポジウム
    • 発表場所
      岐阜県岐阜市
    • 年月日
      2007-08-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Molecular Mechanism of Protein Folding2007

    • 著者名/発表者名
      KUWAJIMA, Kunihiro
    • 学会等名
      1st International Symposium on Nanomedicine-from Basic to Applications
    • 発表場所
      Okazaki,Aichi,Japan
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Folding o Canine Milk Lysozyme: A Ca^<2+>-Binding Lysozyme2007

    • 著者名/発表者名
      KUWAJIMA, Kunihiro
    • 学会等名
      The 7th KIAS-Soongsil Conference on Protein Structure and Function
    • 発表場所
      Seoul.Korea
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Direct observation of amyloid fibril growth and propagation2007

    • 著者名/発表者名
      GOTO, Yuji
    • 学会等名
      Conference on Structure and Dynamics in Soft Matter and Biomolecules: From Single Molecuels to Ensembles
    • 発表場所
      Trieste,Italy
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Dynamics of Protein-Protein Interaction of Photoresponse Proteins in a Wide Time Range Studied by Laser Induced Teansient Grating Spectroscopy2007

    • 著者名/発表者名
      TERAZIMA, Masahide
    • 学会等名
      12th European Conference on Spectroscopy of Biological Molecules
    • 発表場所
      Paris,France
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] Water and Biomolecules-Physical Chemistry of Life Phenomena2009

    • 著者名/発表者名
      K.Kuwajima
    • 総ページ数
      307
    • 出版者
      Springer-Verlag, Berlin & Heidelberg
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [図書] 生物物理ハンドブック2007

    • 著者名/発表者名
      桑島 邦博
    • 総ページ数
      662
    • 出版者
      朝倉書店
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://gagliano.ims.ac.jp/tokutei/index.html

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [文献書誌] M.Arai: "Effects of the difference in the unfolded-state ensemble on the folding of Escherichia coli dihydrofolate reductase."J.Mol.Biol.. 329. 779-791 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kamagata: "Multiple parallel-pathway folding of proline-free staphylococcal nuclease."J.Mol.Biol.. 332. 1143-1153 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 後藤 祐児: "タンパク質のフォールデイングとアミロイド線維形成:タンパク質、昼の顔と夜の顔"実験医学. 21. 898-902 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Harigai: "Role of an N-terminal loop in the secondary structural change of photoactive yellow protein"Biochemistry. 42. 13893-13900 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 寺嶋 正秀: "蛋白質におけるエネルギー散逸過程"レーザー研究. 31. 195-201 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 平田 文男: "Molecular Theory of Solvation"Kluwer-SpringerAcademic, Dordrecht, Netherlands. 358 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2018-03-28  

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