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ラマン光学活性分光法による光受容タンパク質の反応中間体の計測と応用

研究課題

研究課題/領域番号 18K05037
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分32010:基礎物理化学関連
研究機関佐賀大学

研究代表者

藤澤 知績  佐賀大学, 理工学部, 准教授 (60633493)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードラマン光学活性 / 光受容タンパク質 / 低温ラマン分光法 / 低温生物学 / 光受容性タンパク質 / 反応中間体
研究成果の概要

本研究はラマン光学活性(ROA)分光法を利用して、生物の光受容体の反応中間体の立体構造を計測することを目的とした。微生物の光駆動イオンポンプ等の光受容体を対象として、極低温下で捕捉した初期反応中間体のROA計測を計画した。このROA計測の重要なステップとなる低温ラマン測定では、種々の光受容体の初期中間体の測定を行い、その構造をラマンスペクトルに基づいて解析した。ROA測定へ展開可能なラマン信号の強い初期中間体を見出し、低温ラマン測定と並行して低温ROA測定装置の開発を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で実施した光受容タンパク質の極低温ラマン測定は、世界的にみても行える研究グループがほとんど無く、独自性の高い構造情報に基づいた光受容タンパク質の研究成果である。また、ラマン光学活性(ROA)分光法は、今日広く利用されるどの分光手法でも測定ができない、タンパク質の反応サイトの詳細な立体構造を捉えられる方法である。本研究はタンパク質研究において"今まで見えなかった構造を観測する"新展開を拓く取り組みである。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 5件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 図書 (3件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] オクラハマ州立大学(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Oklahoma state university(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] オクラハマ州立大学(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] New Probe for Porcelain Glazes by Luminescence at Near-Infrared Excitation2021

    • 著者名/発表者名
      Kamura Shoutaro、Tani Takumi、Matsuo Hideyuki、Onaka Yoshimitsu、Fujisawa Tomotsumi、Unno Masashi
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 6 号: 11 ページ: 7829-7833

    • DOI

      10.1021/acsomega.1c00322

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Low-temperature Raman spectroscopy of sodium-pump rhodopsin from Indibacter alkaliphilus: Insight of Na+ binding for active Na+ transport2021

    • 著者名/発表者名
      Nakamizo, Y., Fujisawa, T., Kikukawa, T., Okamura, A., Baba, H., Unno, M.
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 23 号: 3 ページ: 2072-2079

    • DOI

      10.1039/d0cp05652a

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] “Watching” a Molecular Twist in a Protein by Raman Optical Activity2020

    • 著者名/発表者名
      Matsuo, J., Kikukawa, T., Fujisawa, T., Hoff, W. D., Unno, M.
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. Lett.

      巻: 11 号: 20 ページ: 8579-8584

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.0c02448

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Low-Temperature Raman Spectroscopy of Halorhodopsin from Natronomonas pharaonis: Structural Discrimination of Blue-Shifted and Red-Shifted Photoproducts2019

    • 著者名/発表者名
      Fujisawa Tomotsumi、Kiyota Hayato、Kikukawa Takashi、Unno Masashi
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 58 号: 40 ページ: 4159-4167

    • DOI

      10.1021/acs.biochem.9b00643

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functional importance of the oligomer formation of the cyanobacterial H+ pump Gloeobacter rhodopsin2019

    • 著者名/発表者名
      Iizuka Azusa、Kajimoto Kousuke、Fujisawa Tomotsumi、Tsukamoto Takashi、Aizawa Tomoyasu、Kamo Naoki、Jung Kwang-Hwan、Unno Masashi、Demura Makoto、Kikukawa Takashi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 10711-10711

    • DOI

      10.1038/s41598-019-47178-5

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Protochromic absorption changes in the two-cysteine photocycle of a blue/orange cyanobacteriochrome2019

    • 著者名/発表者名
      Teppei Sato, Takashi Kikukawa, Risako Miyoshi, Kousuke Kajimoto, Chinatsu Yonekawa, Tomotsumi Fujisawa, Masashi Unno, Toshihiko Eki, Yuu Hirose
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem

      巻: 294 号: 49 ページ: 18909-18922

    • DOI

      10.1074/jbc.ra119.010384

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of the Deprotonated Pyrrole Nitrogen of the Bilin-Based Photoreceptor by Raman Spectroscopy with an Advanced Computational Analysis2019

    • 著者名/発表者名
      Osoegawa Shinsuke、Miyoshi Risako、Watanabe Kouhei、Hirose Yuu、Fujisawa Tomotsumi、Ikeuchi Masahiko、Unno Masashi
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 印刷中 号: 15 ページ: 3242-3247

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.9b00965

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-temperature Raman spectroscopy reveals small chromophore distortion in primary photointermediate of proteorhodopsin2018

    • 著者名/発表者名
      Fujisawa Tomotsumi、Abe Masahiro、Tamogami Jun、Kikukawa Takashi、Kamo Naoki、Unno Masashi
    • 雑誌名

      FEBS Letters

      巻: 592 号: 18 ページ: 3054-3061

    • DOI

      10.1002/1873-3468.13219

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spectroscopic ruler for measuring active-site distortions based on Raman optical activity of a hydrogen out-of-plane vibration2018

    • 著者名/発表者名
      Haraguchi Shojiro、Shingae Takahito、Fujisawa Tomotsumi、Kasai Noritaka、Kumauchi Masato、Hanamoto Takeshi、Hoff Wouter D.、Unno Masashi
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 115 号: 35 ページ: 8671-8675

    • DOI

      10.1073/pnas.1806491115

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Three-dimensional chromophore structures in proton-pumping microbial rhodopsins from Raman optical activity2020

    • 著者名/発表者名
      藤澤知績
    • 学会等名
      第58回生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 低温ラマン分光法によるナトリウムポンプロドプシンの初期構造変化の研究2019

    • 著者名/発表者名
      藤澤知績
    • 学会等名
      ISSP ワークショップ「レチナールタンパク質の光機能発現の物理と化学」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ラマン光学活性分光法の光受容性タンパク質への応用2019

    • 著者名/発表者名
      藤澤知績
    • 学会等名
      第42回溶液化学シンポジウム・プレシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Raman optical activity observes a clear structural change of active site caused by trimer formation of halorhodopsin2019

    • 著者名/発表者名
      小川将吾、藤澤知績、菊川峰志、海野雅司
    • 学会等名
      第42回溶液化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Near-IR Raman optical activity Spectroscopy of Inward proton pump rhodopsin2019

    • 著者名/発表者名
      黒岩亮介、藤澤知績、菊川峰志、海野雅司
    • 学会等名
      第42回溶液化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ラマン光学活性で観るハロロドプシン多量体形成における活性部位の構造変化2019

    • 著者名/発表者名
      小川将吾、藤澤知績、菊川峰志、海野雅司
    • 学会等名
      日本生物物理学会第57回年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ラマン光学活性による光駆動内向きプロトンポンプの研究2019

    • 著者名/発表者名
      黒岩亮介、藤澤知績、菊川峰志、海野雅司
    • 学会等名
      日本生物物理学会第57回年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Raman Optical Activity Spectroscopy of a New Microbial Rhodopsin with Inward Proton Transport Activity2018

    • 著者名/発表者名
      藤澤知績
    • 学会等名
      ICORS2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structural analysis of active site in microbial rhodopsins using Raman optical activity2018

    • 著者名/発表者名
      藤澤知績
    • 学会等名
      SciX2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Distinctively small distortion of retinal chromophore in K intermediate of proteorhodopsin observed by low-temperature Raman spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      藤澤知績
    • 学会等名
      第56回生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] Vibrational optical activity spectroscopy; In Molecular and Laser Spectroscopy: Advances and Applications: Volume 22020

    • 著者名/発表者名
      Tomotsumi Fujisawa, Masashi Unno
    • 総ページ数
      42
    • 出版者
      Elsevier
    • ISBN
      9780128188705
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 理工系の大学基礎化学2019

    • 著者名/発表者名
      相樂隆正/共編著 海野雅司/共編著
    • 総ページ数
      210
    • 出版者
      培風館
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] Encyclopedia of Analytical Chemistry2019

    • 著者名/発表者名
      Tomotsumi Fujisawa
    • 総ページ数
      18
    • 出版者
      Wiley
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 教員(准教授)|藤澤知績

    • URL

      http://biophysics.chem.saga-u.ac.jp/Fujisawa_webpage/Tfujisawa.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [産業財産権] 海苔の品質評価方法、および海苔の品質評価装置2020

    • 発明者名
      海野雅司、川村嘉応、藤澤知績、木村 圭
    • 権利者名
      海野雅司、川村嘉応、藤澤知績、木村 圭
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-097092
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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