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回転拡散を利用したタンパク質反応ダイナミクス測定法の開発とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 15J02073
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 物理化学
研究機関京都大学

研究代表者

吉武 智之  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード蛍光異方性解消法 / タンパク質変性 / 回転拡散 / タンパク質構造 / タンパク質 / 回転拡散係数 / 異方性解消法 / 反応ダイナミクス
研究実績の概要

(1)1残基のシステインを導入した6つのLysozyme変異体(K19C, S39C, S46C, N55C, V131C)に対して蛍光色素Setau-425-maleimide(以下Setau)を用いて選択的にラベリングを行ったサンプルに対し、CD測定スペクトル測定及び蛍光異方性解消法による測定を行うことでタンパク質の変性曲線に沿った局所部位の回転緩和速度の挙動を調べた。その結果、CD測定により得られた各変異体の変性曲線にはほとんど違いが見られなかった。一方、局所部位の回転緩和速度の挙動は変異体によって異なることがわかった。この結果はラベリングした局所構造の壊れやすさ、及び壊れた後の構造の動きやすさが局所構造ごとに異なることを反映していると考えられ、各局所構造を平均化した情報からは得られない挙動を捉えている考えられる。しかし、結果に対応する具体的な分子論的な描像は得られておらず、今後ラベリング箇所を増やして測定を行いタンパク質構造のより広範な領域の情報を得る必要がある。
(2)蛍光異方性解消法をタンパク質反応ダイナミクス観測に適応するためにはデータ取得に要する時間をできるだけ短くする必要があるため、ストリークカメラを導入し、単一光子計数法による測定からアナログ測定に切り替えることで、データ取得時間を最短4ミリ秒まで短縮した。ストップトフローシステムは所属研究室で開発中のものを用いた。測定デッドタイム計測の結果からミリ秒程度の時間スケールでは、回転緩和速度は溶液混合後の流れの影響をほとんど受けないことがわかった。しかし、本システムには2液の混合比率が不安定、測定セル内の溶液が一回の混合で完全に交換されないという問題があり、現在改良を行っている。上記の問題を解決後、各Lysozyme変異体のリフォールディング反応ダイナミクス計測を行いたいと考えている。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Macromolecular crowding effect for photoreactions of LOV2 domains of Arabidopsis thaliana phototropin 12016

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Yoshitake, Tsuguyoshi Toyooka, Yusuke Nakasone, Kazunori Zikihara, Satoru Tokutomi, Masahide Terazima
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Liquids

      巻: 印刷中 ページ: 43-50

    • DOI

      10.1016/j.molliq.2015.08.030

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Rotational diffusion coefficients and the fluctuation of local structure of proteins along denaturation curve 蛍光異方性解消法を用いたタンパク質の構造変性時における回転拡散係数および局所構造動きに関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      吉武智之
    • 学会等名
      日本生物物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Rotational diffusion coefficients of proteins along denaturation curve investigated by fluorescence anisotropy decay method2017

    • 著者名/発表者名
      吉武智之、寺嶋正秀
    • 学会等名
      日本化学会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 回転拡散係数に対するタンパク質の二次構造変化の影響2016

    • 著者名/発表者名
      吉武智之、寺嶋正秀
    • 学会等名
      日本化学会 第96春季年会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-03-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質の構造変性と回転拡散係数2016

    • 著者名/発表者名
      吉武智之、寺嶋正秀
    • 学会等名
      日本生物物理学会
    • 発表場所
      茨城県つくば市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] INFLUENCE OF THE SECONDARY STRUCTURE OF PROTEINS ON ITS ROTATIONAL DIFFUSION COEFFICIENTS2015

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Yoshitake, Masahide Terazima
    • 学会等名
      The 4th International Symposium on Dynamical Ordering of Biomolecular Systems for Creation of Integrated Functions
    • 発表場所
      Fukuoka
    • 年月日
      2015-11-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 回転拡散係数に対するタンパク質の二次構造変化の影響2015

    • 著者名/発表者名
      吉武智之、寺嶋正秀
    • 学会等名
      分子科学討論会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-09-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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