| 研究課題/領域番号 |
17K05606
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
長友 重紀 筑波大学, 数理物質系, 講師 (80373190)
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| 研究分担者 |
北川 禎三 兵庫県立大学, 生命理学研究科, 客員研究員(研究員) (40029955)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | ヘモグロビン / 揺らぎ / 酸素親和性 / 鉄ヒスチジン配位結合 / テラヘルツ分光 / 低波数振動 / α鎖 / 非等価 / heterogeneity / Fe-His結合 / αサブユニット / βサブユニット / 三次構造変化 / 四量体 / 協同性 / 生物物理 / 生体分子 / タンパク質 / 振動分光 / 機能発現 |
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| 研究成果の概要 |
タンパク質の機能発現は活性部位近傍の構造変化によると考えられているが，主鎖の揺らぎ，低波数振動によるという説が提案されている．そこで，ベクトルネットワークアナライザーとテラヘルツ時間分解分光法とアーティファクトの入り込む余地のない溶液交換型のセルを組み合わせて小さな吸光度差の検出可能な装置を構築した．その結果，タンパク質の主鎖のゆらぎ，低波数振動は溶液中の大きな水の比誘電率のため，事実上埋もれてしまっていることが示唆された．このことが明確になったことは重要で，今後，比誘電率の小さな媒体（細孔など）にタンパク質を閉じ込めることで，タンパク質の大振幅揺らぎを実験的に検証する手がかりを得た．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
タンパク質の機能発現が従来考えられている活性部位近傍の構造のみに着目するのではなく，主鎖の揺らぎ，あるいは低波数振動がタンパク質の機能発現に寄与していることの実証を主にヒト成人ヘモグロビンを用いて検証した．ギガヘルツからテラヘルツまでの帯域でアイティファクトを排した非常に小さな吸光度差を測定することができる実験系を構築し，その結果，低波数振動を観測するには，水の大きな比誘電率を軽減する必要があることを明らかにした．本研究課題「タンパク質の機能発現における主鎖の揺らぎ，あるいは低波数振動の実験的検証」の推進において，比誘電率の小さい媒体を用いる必要性が明確になったことは大きな成果であった．
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