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タンパク質のフォールディングやダイナミクスに関与する水和構造

研究課題

研究課題/領域番号 16041101
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関茨城大学

研究代表者

新村 信雄  茨城大学, 理工学研究科, 教授 (50004453)

研究分担者 田中 伊知朗  茨城大学, 工学部, 助教授 (20354889)
栗原 和男  日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究員 (50354890)
研究期間 (年度) 2004 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
13,100千円 (直接経費: 13,100千円)
2005年度: 6,900千円 (直接経費: 6,900千円)
2004年度: 6,200千円 (直接経費: 6,200千円)
キーワードフォールデイング / ダイナミクス / 水和構造 / 水素結合 / 中性子回折 / タンパク質結晶成長 / タンパク質結晶成長相図 / 結晶品質評価 / 水素 / タンパク質 / 核酸 / 結晶育成 / 結晶成長相図
研究概要

水分子ネットワークはタンパク質のフォールディング、ダイナミクスおよび分子認識にも関与していると考えられ、基本的なタンパク質(cubic insulin, RNase A,β-lactoglobulin,α-amylase,2Zn insulin等)の周囲を取り巻く水分子のネットワークの詳細を調べるため中性子回折実験を行うことにし、それぞれの大型単結晶育成を開始した。中性子回折実験では最低約1mm立法の体積のタンパグ質単結晶が必要である。タンパク質大型結晶育成は、一般的には困難であるが、良質大型結晶は溶解度曲線を含む相図のある一定領域で得られることを見いだした。次の基本的なタンパク質、RNase A,β-lactoglobulin.α-amylase,2Zn insulinの結晶成長相図を作成することに成功した。結晶成長相図に基づき準安定領域あるいはそれの近傍で大型結晶育成が可能であることが判明したので、相図が求まったタンパク質について大型結晶育成を行った結果、体積1mm3以上の大型単結晶が得られた。タンパク質の結晶品質を定量化する手法が確定していなかったが、我々は新たに次の3種類の方法を提案し、これによりInsulin, RNase A,β-lactoglobulin, 2Zn insulinの結晶品質評価を試みた。1)結晶のOver all B-factorを用いる。2)1/1000度以下に角度の広がりを押さえた平行ビームで結晶のロッキングカーブを求める。3)結晶中の分子配向の乱れに起因する散漫散乱の大小を評価する。大型単結晶が得られた、Insulin (pD=6.0)分解能2.5Å、RNAase A分解能1.7ÅでFull data setの取得を完了した。また、2Zn Insulinでは分解能1.8Åのdataが取得できることが予備実験で判明した。

報告書

(2件)
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (22件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Neuutron diffraction analysis of deuterium transfer in chiral b-thiolactam formation in the crystalline state2006

    • 著者名/発表者名
      T.Hosoya, H.Uekusa, Y.Ohashi, T.Ohhara, I.Tanak, N.Nimura
    • 雑誌名

      Acta Cryst.B 62

      ページ: 153-160

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Recent results on hydrogen and hydration in biology studied by neutron macromolecular crystallography (lnvited Review Articles.)2006

    • 著者名/発表者名
      N.Niimura, S.Arai, K.Kurihara, T.Chatake, I.Tanaka, R.Bau
    • 雑誌名

      Cell.Mol.Life Sci. 62

      ページ: 285-300

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Single Crystal Pulsed Neutron Diffractometer for Biologically Important Materials Crystallography No.1 (BIX-P1) at Material and Life Science Facility in J-PARC2005

    • 著者名/発表者名
      I.Tanaka, T.Ozeki, T.Ohhara, K.Kurihara, N.Niimura
    • 雑誌名

      J.Neutron Res. 15

      ページ: 49-54

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Endohedral Clusterization of Ten Water Molecules into a 'Molecular Ice' within the Hydrophobic Pocket of Self-Assembled Cage2005

    • 著者名/発表者名
      M.Yoshizawa, T.Kusukawa, M.Kawano, T.Ohhara, I.Tanaka, K.Kurihara, N.Niimura, M.Fujita
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc. 127

      ページ: 2798-2799

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Complicated Water Orientations. in the minor groove of the B-DNA decamer d(CCATTAATGG)2 observed by Neutron Diffraction Measurements Nucleic Acids Res.2005

    • 著者名/発表者名
      S.Arai, T.Chatake, T.Ohhara, K.Kurihara, I.Tanaka, N.Suzuki, Z.Fujimoto, H.Mizuno, N.Niimura
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res. 33

      ページ: 3017-3024

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] The hydration structure of a Z-DNA hexameric duplex determined by a neutron2005

    • 著者名/発表者名
      T.Chatake, I.Tanaka, H.Umino, S.Arai, N.Niimura
    • 雑誌名

      Acta Cryst. D 61

      ページ: 1088-1099

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Hydrogen and Hydration in Proteins and Nucleic Acids. Neutron Diffraction from bio-macromolecules at JAERI2005

    • 著者名/発表者名
      Niimura, N., Arai, S., Kurihara, K., Chatake, T., Tanaka, I., Bau, R.
    • 雑誌名

      Hydrogen- Hydration sensitive structural biology (Eds., Nobuo Niimura, Hiroshi Mizuno, John Helliwell, Eric Westhof) (KubaPro, Co. Ltd.) 1-1

      ページ: 17-35

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 特集 中性子の産業利用を目指して 利用研究の現状 中性子回折・散乱新薬創成に向けての中性子構造生物学2005

    • 著者名/発表者名
      新村信雄
    • 雑誌名

      放射線と産業 107

      ページ: 29-33

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] DNAの水素と水和構造2005

    • 著者名/発表者名
      茶竹俊行, 新井栄揮, 新村信雄
    • 雑誌名

      現代化学 415

      ページ: 50-55

    • NAID

      40006914727

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 特集 中性子科学を支える基盤技術「中性子源から測定装置まで」 中性子イメージングプレートの現状2005

    • 著者名/発表者名
      新村信雄
    • 雑誌名

      日本中性子科学会誌 波紋 15

      ページ: 82-85

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A neutron crystallographic analysis of a rubredoxin mutant at 1.6Å resolution.2004

    • 著者名/発表者名
      T.Chatake, K.Kurihara, I.Tanaka, I.Tsyba, R.Bau, F.E.Jenny Jr., M.W.W.Adams, N.Niimura
    • 雑誌名

      Acta Cryst. D60

      ページ: 1364-1373

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Formation of protein crystals (orthorhombic lysozyme) in quasi-microgravity environment obtained by superconducting magnet.2004

    • 著者名/発表者名
      D.C.Yin, N.I.Wakayama, K.Harata, M.Fujiwara, T.Kiyoshi, H.Wada, N.Niimura, S.Arai, W.D.Huang, Y.Tanimoto
    • 雑誌名

      J.Crystal Growth 270

      ページ: 184-191

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 世界最高性能を誇る中性子回折装置2004

    • 著者名/発表者名
      新村信雄, 栗原和男, 田中伊知朗
    • 雑誌名

      化学同人「化学」 59・2

      ページ: 46-47

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] J-PARCへの夢 -J-PARCが拓くサイエンス・テクノロジー 中性子構造生物学 -ポスト・タンパク質3000計画-2004

    • 著者名/発表者名
      新村信雄
    • 雑誌名

      波紋 1441-43 14

      ページ: 41-43

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] DNAとタンパク質の巨大結晶を作る2004

    • 著者名/発表者名
      新村信雄
    • 雑誌名

      現代化学 396

      ページ: 26-30

    • NAID

      40006106905

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 入門講座;中性子科学への招待(3) 中性子単結晶構造解析、生物回折計2004

    • 著者名/発表者名
      栗原和男, 田中伊知朗, 新村信雄
    • 雑誌名

      日本結晶学会誌 46

      ページ: 193-200

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Crystallization of a large single crystal of cubic insulin for neutron protein Crystallography.2004

    • 著者名/発表者名
      M.Maeda, T.Chatake, I.Tanaka, A.Ostermann, N.Niimura
    • 雑誌名

      J.Synchr.Rad. 11

      ページ: 41-44

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A new neutron single crystal diffractometer dedicated for biological macromolecules (BIX-4).2004

    • 著者名/発表者名
      K.Kurihara, I.Tanaka, M.Refai-Muslih, A.Ostermann, N.Niimura
    • 雑誌名

      J.Synchr.Rad. 11

      ページ: 68-71

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Hydration structures in proteins and neutron diffraction experiment on dissimilatory sulfite reductase D (DsrD).2004

    • 著者名/発表者名
      T.Chatake, A.Ostermann, K.Kurihara, F.G.Parak, N.Mizuno, G.Voordouw, Y.Higuchi, I.Tanaka, N.Niimura
    • 雑誌名

      J.Synchr.Rad. 11

      ページ: 72-75

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Hydrogen and Hydration in Proteins.2004

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Niimura, Toshiyuki Chatake, Kazuo Kurihara, Mitsuru Maeda
    • 雑誌名

      Cell Biophys.Biochem 40

      ページ: 351-370

    • NAID

      10002590479

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] More rapid evaluation of biomacromolecular crystals for diffraction experiment2004

    • 著者名/発表者名
      S.Arai, T.Chatake, N.Suzuki, H.Mizuno, N.Niimura
    • 雑誌名

      Acta Cryst. D60

      ページ: 1032-1039

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Neutron crystallographic study on rubredoxin from Pyrocuccus furiosus by BIX-3, a single-crystal diffractometer for biomacromolecules.2004

    • 著者名/発表者名
      K.Kurihara, I.Tanaka, T.Chatake, M.W.W.Adams, F.E.Jenny Jr., N.Moiseeva, R.Bau, N.Niimura
    • 雑誌名

      Pro.Natl.Acad.Sci.USA 101

      ページ: 11215-11210

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] Neutron Protein Crystallography Hydrogen and Hydration in Proteins (‘Neutron Scattering in Biology Techniques and Applications', Ed. J.Fitter, T.Gutberlet, J.Katsaras)2006

    • 著者名/発表者名
      N.Niimura
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] Hydrogen- Hydration sensitive structural biology2005

    • 著者名/発表者名
      Ed., Nobuo Niimura, Hiroshi Mizuno, John Helliwell, Eric Westhof
    • 総ページ数
      288
    • 出版者
      KubaPro, Co. Ltd.
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] 相図に基づいた結晶の育成(「タンパク質の結晶化」、監修:坂部知平)2005

    • 著者名/発表者名
      新村信雄
    • 出版者
      京都大学学術出版会
    • 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: 2018-03-28  

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