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光によるタンパク質結晶化促進の機構解明

研究課題

研究課題/領域番号 16550005
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物理化学
研究機関群馬大学

研究代表者

奥津 哲夫  群馬大学, 工学部, 助教授 (20261860)

研究分担者 平塚 浩士  群馬大学, 工学部, 教授 (00016156)
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
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2005年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2004年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワード結晶成長 / 光化学 / タンパク質 / 光誘起結晶化 / リゾチーム / ソーマチン / 結晶 / 結晶核形成 / Thaumatin / タンパク質の結晶化 / 光誘起核形成 / 分子間力 / 動的光散乱
研究概要

タンパク質の高次構造を明らかにし、機能を理解する方法はX線結晶構造解析である。このためには結晶化は必須の作業である。しかし、この行程には定法がなく、熟練した研究者の経験と勘に頼っている。解析作業はSPring-8の稼働により飛躍的に進歩しているので、優れた結晶作成方法の出現が待ち望まれている。我々は弱いUV光をリゾチームの過飽和溶液に短時間照射すると結晶核の形成が促進されることを見いだした。この機構を理解し、タンパク質の結晶化手法として一般化することを目的とする。これまでに得られた成果を下記に示す。
1.再現性の確立。光照射による結晶化の結果を安定して得るために、結晶出現の頻度に不確定さを与える因子を解明し、再現性の高い実験方法を確立した。光照射を行わない条件では結晶が出現しない溶液から、光照射により確実に結晶を出現させることが可能となった。
2.分子間相互作用の測定。動的光散乱測定を行い、光照射によりリゾチーム分子間の相互作用が引力になることを見いだした。反応中間体の分子間相互作用を光で変化させることにより結晶化を引き起こすことが可能となることが判明した。
3.過渡吸収測定を行い、トリプトファン残基が中性ラジカルとなった反応中間体が結晶核形成に関与していると推測した。
4.Thaumatinでも光誘起結晶化が確認された。Thaumatinでは溶解度以下の濃度の溶液でも核形成が確認された。
5.光誘起結晶化により適した結晶化処方の開発を検討した。その結果、ポリエチレングリコールなどの非電荷ポリマーを添加すると、結晶化の駆動力が同じ条件であっても、ポリマー添加を行った場合ではより結晶化が促進されることを見いだした。

報告書

(3件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (28件) 図書 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Photophysical and Photochemical Processes of 9, 10-Dihydro-9-silaphenanthrene Derivatives : Photochemical Formation and Electronic Structure of 9-Silaphenanthrene2006

    • 著者名/発表者名
      H.Hiratsuka, H.Horiuchi, Y.Frukawa, H.Watanabe, A.Ishihara, T.Okutsu, S.Tobita, T.Yoshinaga, A.Shinohara, N.Tokitoh, M.Oba, K.Nishiyama
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. A 110

      ページ: 3868-3874

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Thermal Hysteresis and Thickness Dependence of the Molecular Orientation of Poly(di-n-hexylsilane) in the Film State2006

    • 著者名/発表者名
      H.Horiuchi, T.Ishihara, S.Tsunoda, D.Morishita, T.Takei, T.Okutsu, T.Seko, H.Sugino, Y.Kawakami, H.Watanabe, M.Abe, S.Takigami, H.Hiratsuka
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B (In press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crystals from light : Photochemically-induced nucleation2006

    • 著者名/発表者名
      S.Veesler, K.Furuta, H.Horiuchi, H.Hiratsuka, N.Ferte, T.Okutsu
    • 雑誌名

      Crystal Growth and Design (In press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Photophysical and Photochemical Processes of 9,10-Dihydro-9-silaphenanthrene Derivatives : Photochemical Formation and Electronic Structure of 9-Silaphenanthrene2006

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Hiratsuka, Hiroaki Horiuchi Yasunari Frukawa, Hikaru Watanabe, Akiko Ishihara, Tetsuo Okutsu, Seiji Tobita, Tetsutaro Yoshinaga, Akihiro Shinohara, Norihiro Tokitoh, Makoto Oba, Kozaburo Nishiyama
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.A 110

      ページ: 3868-3874

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Laser-induced morphology control and epitaxy of dipara-anthracene produced from photochemical reaction of anthracene2005

    • 著者名/発表者名
      T.Okutsu, K.Isomura, N.Kakinuma, H.Horiuchi, M.Unno, H.Matsumoto, H.Hiratsuka
    • 雑誌名

      Crystal Growth and Design 5

      ページ: 461-465

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Explanation to the difference in the ketyl radical formation yields of benzophenone and benzil2005

    • 著者名/発表者名
      T.Okutsu, H.Muramatsu, Hiroaki.H., H.Hiratsuka
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 404

      ページ: 300-303

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Evidence of phenoxymethyl radical formation by laser flash photolysis of anisole in solution2005

    • 著者名/発表者名
      M.Ando, S.Yoshiike, T.Suzuki, T.Ichimura, T.Okutsu, M.Ueda, H.Horiuchi, H.Hiratsuka, A.Kawai, K.Shibuya
    • 雑誌名

      J. Photochem. Photobiol A. : Chemistry 174

      ページ: 194-198

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Light-induced nucleation of metastable hen-egg white lysozyme solutions2005

    • 著者名/発表者名
      T.Okutsu, K.Furuta, M.Terao, H.Hiratsuka, A.Yamano, N.Ferte, S.Veesler
    • 雑誌名

      Crystal Growth and Design 5

      ページ: 1393-1398

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Control of Polysilane Conformation by Photoisomerization of Pendant Azobenzene Groups2005

    • 著者名/発表者名
      H.Horiuchi, T.Fukushima, C.Zhao, T.Okutsu, H.Hiratsuka
    • 雑誌名

      Chem. Lett. 34

      ページ: 1292-1293

    • NAID

      130004866366

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Production and Excited State Dynamics of the Photorearranged Isomer of Benzyl Chloride2005

    • 著者名/発表者名
      M.Nagano, T.Suzuki, T.Ichimura, T.Okutsu, H.Hiratsuka, S.Kawauchi
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. A 109

      ページ: 5825-5831

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Laser-induced morphology control and epitaxy of dipara-anthracene produced from photochemical reaction of anthracene2005

    • 著者名/発表者名
      T.Okutsu, K.Isomura, N.Kakinuma, H.Horiuchi, M.Unno, H.Matsumoto, H.Hiratsuka
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design 5

      ページ: 461-465

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Explanation to the difference in the ketyl radical formation yields of benzophenone and benzil.2005

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Okutsu, Hidenori Muramatsu, Hiroaki Horiuchi, Hiroshi Hiratsuka
    • 雑誌名

      Chem.Phys.Lett. 404

      ページ: 300-303

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Evidence of phenoxymethyl radical formation by laser flash photolysis of anisole in solution2005

    • 著者名/発表者名
      M.Ando, S.Yoshiike, T.Suzuki, T.Ichimura, T.Okutsu, M.Ueda, H.Horiuchi, H.Hiratsuka, A.Kawai, K.Shibuya
    • 雑誌名

      J.Photochem.Photobiol.A : Chemistry 174

      ページ: 194-198

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Light-induced nucleation of metastable hen-egg white lysozyme solutions2005

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Okutsu, Kenji Furuta, Motoaki Terao, Hiroshi Hiratsuka, Akihito Yamano, Natalie Forte, Stephane Veesler
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design 5

      ページ: 1393-1398

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Control of Polysilane Conformation by Photoisomerization of Pendant Azobenzene Groups2005

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Horiuchi, Tom Fukushima, Changli Zhao, Tetsuo Okutsu, Hiroshi Hiratsuka
    • 雑誌名

      Chem.Lett. 34

      ページ: 1292-1293

    • NAID

      130004866366

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Production and Excited State Dynamics of the Photorearranged Isomer of Benzyl Chloride2005

    • 著者名/発表者名
      Mika Nagano, Tadashi Suzuki, Teijiro Ichimura, Tetsuo Okutsu, Hiroshi Hiratsuka, Susumu Kawauchi
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.A 109

      ページ: 5825-5831

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Production and Excited State Dynamics of the Photorearranged Isomer of Benzyl Chloride2005

    • 著者名/発表者名
      M.Nagano et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.A. 109

      ページ: 5825-5831

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Control of Polysilane Conformation by Photoisomerization of Pendant Azobenzene Groups2005

    • 著者名/発表者名
      H.Horiuchi et al.
    • 雑誌名

      Chem.Lett 34

      ページ: 1292-1293

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Laser-induced morphology control and epitaxy of dipara-anthracene produced from photchemical reaction of anthracene2005

    • 著者名/発表者名
      T.Okutsu, K.Isomura, N.Kakinuma, H.Horiuchi, M.Unno, H.Matsumoto, H.Hiratsuka
    • 雑誌名

      Crystal Growth and Design 5

      ページ: 461-465

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Explanation to the difference in the ketyl radical formation yields of beazophenone and benzil2005

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Okutsu, Hidenori Muramatsu, Hiroaki Horiuchi, Hiroshi Hiratsuka
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 404

      ページ: 300-303

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Evidence of phenoxymethyl radical formation by laser flash photolysis of anisole in solution2005

    • 著者名/発表者名
      M.Ando, S.Yoshiike, T.Suzuki, T.Ichimura, Okutsu, M.Ueda, H.Horiuchi, H.Hiratsuka, Kawai, K.Shibuya
    • 雑誌名

      J.Photochem.Photobiol. : Chemistry (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Light-induced nucleation of metastable hen-egg white lysozyme solutions2005

    • 著者名/発表者名
      T.Okutsu, K.Furuta, M.Terao, H.Hiratsuka, A.Yamano, N.Ferte, S.Veesler
    • 雑誌名

      Crystal Growth and Design (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Dual phosphorescence and excited state dynamics of p-bromotoluene

    • 著者名/発表者名
      T.Okutsu, A.Ishihara, N.Kounose, H.Horiuchi, T.Suzuki, T.Ichimura, H.Hiratsuka
    • 雑誌名

      J. Photochem. Photobiol A. : Chemistry (submitted)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Light-induced nucleation of metastable and undersaturated thaumatin solutions

    • 著者名/発表者名
      T.Okutsu, K.Sugiyama, K.Furuta, I.Watanabe, K.Obi, K.Horota, H.Horiuchi, G.Sazaki, H.Hiratsuka
    • 雑誌名

      Crystal Growth and Design (To be submitted)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crystals from light : Photochemically-induced nucleation

    • 著者名/発表者名
      Stephane Veesler, Kenji Furuta, Hiroaki Horiuchi, Hiroshi Hiratsuka, Natalie Ferte, Tetsuo Okutsu
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Thermal Hysteresis and Thickness Dependence of the Molecular Orientation of Poly(di-n-hexylsilane) in the Film State

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Horiuchi, Tomihiko Ishihara, Shin-ichi Tsunoda, Daisuke Morishita, Tomoyuki Takei, Tetsuo Okutsu, Toshihiro Seko, Hiroaki Sugino, Yasuyuki Kawakami, Hamao Watanabe, Minoru Abe, Shoji Takigami, Hiroshi Hiratsuka
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.B (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dual phosphorescence and excited state dynamics of p-bromotoluene

    • 著者名/発表者名
      T.Okutsu, A.Ishihara, N.Kounose, H.Horiuchi T.Suzuki, T.Ichimura, H.Hiratsuka
    • 雑誌名

      J.Photochem.Photobiol.A : Chemistry (submitted)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Light-induced nucleation of metastable and undersaturated thaumatin solutions

    • 著者名/発表者名
      T.Okutsu, K.Sugiyama, K.Furuta, I.Watanebe, K.Obi, K.Horota, H.Horiuchi, G.Sazaki, H.Hiratsuka
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design (to be submitted)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [図書] 光科学研究の最前線2005

    • 著者名/発表者名
      奥津哲夫, 平塚浩士
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      強光子場科学研究懇談会
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [図書] 光によるタンパク結晶化2005

    • 著者名/発表者名
      奥津哲夫, 平塚浩士
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      強光子場科学研究懇談会
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] 光による結晶成長2004

    • 著者名/発表者名
      奥津哲夫
    • 総ページ数
      3
    • 出版者
      光化学
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 特許2006

    • 発明者名
      奥津哲夫
    • 権利者名
      群馬大学
    • 産業財産権番号
      2006-082920
    • 出願年月日
      2006-03-24
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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