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回折イメージング法による結晶化ドロップ評価および最適結晶化条件探索の自動化

研究課題

研究課題/領域番号 16K14686
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 構造生物化学
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

山田 悠介  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, 助教 (20391708)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードタンパク質X線結晶構造解析 / 放射光 / 自動化 / 放射光ビームライン / X線結晶構造解析 / 量子ビーム / 蛋白質
研究成果の概要

タンパク質X線結晶構造解析はタンパク質の立体構造を原子レベルで明らかにすることが出来る非常に強力なツールである。しかしながら解析に十分な回折能を有する結晶を得ることが重要で、このための技術開発が求められている。
本研究では、タンパク質結晶が析出した結晶化ドロップ全体に対して微小なX線を走査し、それぞれの箇所で得られる回折パターンを解析して得られる指標をマッピングすることで、結晶化ドロップ中のタンパク質結晶の位置や大きさ、個数、回折能などを可視化する回折イメージング法を開発した。また、この可視化されたイメージと結晶化条件を結び付けて、さらに良い結晶化条件を探索することを試みた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで結晶化ドロップの観察では可視光などを用いて、結晶の形状に関する情報のみが得られていた。本研究で開発した回折イメージング法を用いることで、結晶の形状だけでなく、X線回折能の情報まで取得することが出来る。この情報は構造解析の結果に直結するものであり、結晶化条件探索から構造決定までの工程をシームレスに連携させることで、学術には重要だが解析困難なタンパク質での構造解析を可能にすることが期待できる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Brookhaven National Laboratory(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Brookhaven National Laboratory(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Integrated database for structural biology experiments at the Photon Factory2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Yamada
    • 学会等名
      SRI2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] PFタンパク質X線結晶構造解析ビームラインにおける自動化の現状と将来2018

    • 著者名/発表者名
      山田悠介
    • 学会等名
      PF研究会「X線とクライオ電子顕微鏡で挑む生命の機能とかたち」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] PFタンパク質結晶構造解析ビームラインによる構造生物学研究支援2018

    • 著者名/発表者名
      山田悠介、松垣直宏、引田理英、平木雅彦、田辺幹雄、加藤龍一、千田俊哉
    • 学会等名
      第91回生化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Photon Factoryにおける膜タンパク質結晶構造解析パイプライン2018

    • 著者名/発表者名
      山田悠介・田辺幹雄・尾関雅弘・菅原隆広・千田俊哉・加藤龍一
    • 学会等名
      日本結晶学会 2018年度年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Fully automated data collection system at the Photon Factory macromolecular crystallography beamlines2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Yamada, Akira Shinoda, Masahiko Hiraki, Masahide Hikita, Naohiro Matsugaki, Toshiya Senda
    • 学会等名
      AsCA2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 146.Upgrade of a macromolecular crystallography beamline, BL-17A, at the Photon Factory2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Yamada
    • 学会等名
      12th International Conference on Biology and Synchrotron Radiation
    • 発表場所
      サンフランシスコ(アメリカ合衆国)
    • 年月日
      2016-08-23
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-02-21  

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