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その場観察による実空間と逆空間におけるタンパク質結晶欠陥の評価

研究課題

研究課題/領域番号 18K14134
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分30010:結晶工学関連
研究機関北海道大学

研究代表者

山崎 智也  北海道大学, 低温科学研究所, 特別研究員(PD) (50735032)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードタンパク質結晶 / 透過型電子顕微鏡 / 溶液セル / 結晶欠陥 / “その場”観察 / 溶液成長
研究成果の概要

タンパク質結晶の品質を劣化させる結晶欠陥の動的挙動を透過型電子顕微鏡で可視化することに成功した。ミクロンサイズ以下のタンパク質結晶中に空隙やブロック状の構造が観察され、これらが生成したり動いたり、消失したりする様子を捉えた。これらの挙動を解析したところ、個々の結晶における欠陥密度などの時間変化は見られなかった。このことは、欠陥の起源は結晶がミクロンサイズになる以前、すなわち核生成前後の過程にあることを示唆する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

結晶の質を悪くする欠陥の動きの可視化に成功したことは、その欠陥が導入される原因を排除できることに繋がる。これは欠陥が導入される原理解明や高品質な結晶を育成するための指針となる。また、タンパク質の機能を理解したり、創薬に応用したりするためにはタンパク質分子の構造(形)を知る必要があり、これは調べたいタンパク質分子の高品質な結晶を作製して行う。より高品質な結晶を用いることで詳細なタンパク質分子の構造を知ることができる。

報告書

(3件)
  • 2020 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] High mobility of lattice molecules and defects during the early stage of protein crystallization2020

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki Tomoya、Van Driessche Alexander E. S.、Kimura Yuki
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 16 号: 8 ページ: 1955-1960

    • DOI

      10.1039/c9sm02382h

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Electron-Beam-Induced Nucleation in an Antisolvent2019

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki Tomoya、Kimura Yuki
    • 雑誌名

      Microscopy and Microanalysis

      巻: 25 号: S2 ページ: 1480-1481

    • DOI

      10.1017/s1431927619008134

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Sounding-rocket microgravity experiments on alumina dust2018

    • 著者名/発表者名
      Ishizuka Shinnosuke、Kimura Yuki、Sakon Itsuki、Kimura Hiroshi、Yamazaki Tomoya、Takeuchi Shinsuke、Inatomi Yuko
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 号: 1 ページ: 3820-3820

    • DOI

      10.1038/s41467-018-06359-y

    • NAID

      120006531995

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Immiscibility of Nucleating Aluminum Oxide Nanoparticles in Vapor2018

    • 著者名/発表者名
      Ishizuka Shinnosuke、Kimura Yuki、Kawano Jun、Escribano Rafael、Yamazaki Tomoya、Hama Tetsuya、Sato Rikako
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 122 号: 43 ページ: 25092-25101

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b08355

    • 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] Investigation of liquid cell transmission electron microscopy combined with antisolvent crystallization2019

    • 著者名/発表者名
      山﨑智也、木村勇気
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 溶液透過型電子顕微鏡を用いた貧溶媒からの結晶化その場観察法の検討2019

    • 著者名/発表者名
      山﨑智也、木村勇気
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第75回学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] In situ observation of crystallization of a salt using an antisolvent by transmission electron microscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Yamazaki, Yuki Kimura
    • 学会等名
      International Conference on Crystal Growth and Epitaxy (ICCGE-19)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electron-beam-induced nucleation in an antisolvent2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Yamazaki, Yuki Kimura
    • 学会等名
      Microscopy & Microanalysis 2019 (M&M 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 透過型電子顕微鏡による溶液からの結晶化“その場”観察法の検討2019

    • 著者名/発表者名
      山﨑智也
    • 学会等名
      結晶表面・界面での相転移ダイナミクスに関するその場観察および理論
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] In-situ observation of dynamics of defects in a protein crystal2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Yamazaki, Yuki Kimura
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • 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結晶化に関わる2種類の非結晶粒子2018

    • 著者名/発表者名
      山﨑智也、木村勇気、清水洋、藤田咲子、藤原正裕、大野智子
    • 学会等名
      分子・物質合成プラットフォーム 平成30年度 シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] タンパク質結晶中の欠陥の挙動2018

    • 著者名/発表者名
      山﨑智也,A. E. S. Van Driessche,木村勇気
    • 学会等名
      第47回結晶成長国内会議
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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