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局在光散乱による局所領域におけるタンパク質凝集・結晶化の分析技術開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K05024
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 ナノマイクロシステム
研究機関茨城工業高等専門学校 (2018-2019)
福島工業高等専門学校 (2017)

研究代表者

若松 孝  茨城工業高等専門学校, 国際創造工学科, 教授 (80220838)

研究分担者 尾形 慎  福島工業高等専門学校, 化学・バイオ工学科, 准教授 (10532666)
田中 大輔  大分工業高等専門学校, 電気電子工学科, 講師 (20643729)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワードタンパク質結晶 / タンパク質凝集 / エバネッセント光 / 光散乱 / 液滴 / ハンギングドロップ蒸気拡散法 / タンパク質凝集体 / タンパク質結晶化 / 結晶成長 / マイクロ・ナノデバイス / 表面・界面物性 / ナノバイオ / 蛋白質
研究成果の概要

タンパク質結晶の作製は、タンパク質構造解析上のボトルネックである。本研究では、全反射エバネッセント光励起下における前方小角散乱光計測システムを開発し、結晶化溶液の液滴におけるタンパク質の凝集・結晶化を調査した。その結果、微量の液滴サンプルでタンパク質の凝集化プロセスを高感度に分析できることが判明し、タンパク質の結晶化スクリーニングや結晶作製で頻繁に使用される、ハンギングドロップ蒸気拡散法に適した分析法であることが分かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

タンパク質の構造解析は、タンパク質を主原料とする機能性食品、化学、化粧品や医薬品などの研究開発で重要なデータベースとなるが、構造解析に必要な良質のタンパク質結晶作製がボトルネックである。本研究では、タンパク質結晶化のスクリーニングや結晶作製で頻繁に使用される、タンパク質液滴を用いるハンギングドロップ蒸気拡散法に適するタンパク質凝集・結晶化分析法として、局在光である全反射条件下のエバネッセント光励起による前方光散乱計測技術を提案し、その実証試験を行った。結晶化モデルタンパク質のリゾチームの液滴に対して、高感度に凝集化分析が行えることが判明し、当開発技術の有用性が分かった。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (9件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Time-resolved forward-light-scattering monitoring of protein-lysozyme aggregation in precrystalline solutions2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Wakamatsu, Takashi Onoda, and M. Ogata
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 5 ページ: 058003-058003

    • DOI

      10.7567/jjap.57.058003

    • NAID

      210000149070

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] タンパク質凝集・結晶化の光学的分析ー前方光散乱でみるタンパク質の凝集・結晶化と電場印加の効果ー2018

    • 著者名/発表者名
      若松 孝、尾形 慎、田中 大輔
    • 雑誌名

      光アライアンス

      巻: 29 ページ: 26-30

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 糖鎖-レクチン架橋複合体形成反応のリアルタイム観察2019

    • 著者名/発表者名
      尾形慎、小野田崇司、若松孝
    • 学会等名
      日本応用糖質科学会2019年度大会(第68回)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 前方光散乱瞬時測定による糖鎖-レクチン架橋反応のリアルタイム観察2019

    • 著者名/発表者名
      尾形慎、小野田崇司、若松孝
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 液滴対象のエバネッセント散乱光溶液セルの試作2019

    • 著者名/発表者名
      廣戸雄大、若松孝、尾形慎、田中大輔
    • 学会等名
      電気学会九州支部第9回高専研究講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 液滴対象の全反射エバネッセント散乱光測定装置の開発2018

    • 著者名/発表者名
      若松孝、田中大輔、尾形慎
    • 学会等名
      第28回電気学会東京支部新潟支所研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 電場印加によるリゾチームの低温結晶化2018

    • 著者名/発表者名
      青木大地、鈴木萌花、田中大輔、尾形慎、若松孝
    • 学会等名
      第18回日本蛋白質科学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] リゾチームタンパク質の低温結晶化における電場印加の効果2018

    • 著者名/発表者名
      青木大地、鈴木萌花、田中大輔、尾形慎、若松孝
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 前方光散乱瞬時測定によるリゾチーム凝集・結晶化のキャラクタリゼーション2017

    • 著者名/発表者名
      若松孝、小野田崇司、尾形慎
    • 学会等名
      第17回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] リゾチーム結晶化における電場印加の効果2017

    • 著者名/発表者名
      青木大地、田中大輔、尾形慎、若松孝
    • 学会等名
      第17回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Effects of Salts on Lysozyme Pre-Crystalline Aggregation Evaluated by Forward Light Scattering Method2017

    • 著者名/発表者名
      若松孝
    • 学会等名
      第27回MRS-Japan 2017年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] JASIS 2019「タンパク質の凝集・結晶化の分析技術」2019年9月4日~6日

    • URL

      https://www.jasis.jp/2019/exhibitors/jp/research.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] Cosme Tech 2020「タンパク質凝集・結晶化の高感度分析と結晶化制御」2020年1月22日

    • URL

      https://d.cosme-i.jp/ja/Expo/6571322/----

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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