| 研究課題/領域番号 |
18KK0194
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分43:分子レベルから細胞レベルの生物学およびその関連分野
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
尾瀬 農之 北海道大学, 先端生命科学研究院, 教授 (80380525)
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| 研究分担者 |
齋藤 徹 広島市立大学, 情報科学研究科, 講師 (80747494)
塚本 卓 北海道大学, 先端生命科学研究院, 助教 (30744271)
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| 研究期間 (年度) |
2019-02-07 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2018年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
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| キーワード | 結晶学 / 中性子回折 / 水素生物学 / QM/MM MD / 結晶巨大化 / アミン/イミン / ヘテロ芳香環 / Watson-Crick型塩基対 / 中性子 / 結晶回折 / 結晶成長 / 中性子線回折 / アンモニア / 窒素 / 中性子線 / QM/MM-MD |
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| 研究成果の概要 |
機能性ポリマーを利用した独自の結晶成長技術と，キャピラリ内結晶成長法を開発した結果，アミドトランスフェラーゼ，核酸脱アミノ化酵素，活性部位にHisを持つシステインプロテアーゼ，水の不凍活性を示す蛋白質の中性子回折実験用巨大結晶（長辺1mm以上）を得ることができ，中性子回折実験・構造解析へと供した。また，独自の量子力学/古典力学混合分子動力学（QM/MM MD）シミュレーションから得られた自由エネルギー曲面を使用し，有機窒素化合物や含窒素ヘテロ芳香環化合物を基質とする金属酵素の反応機構を解析した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
X線結晶解析，電子顕微鏡，NMR法などの技術を用いて生体高分子構造を明らかにする構造生物学は円熟期を迎え，高難度の事象に対しても数多くの解析が為されている。しかし一方で，水素位置を捉えるためにはこうした汎用法は充分でなく，中性子線解析が最適である。ここでは中性子線回折法のための蛋白質結晶成長法を開発しながら，窒素原子と水素原子の相互作用に注目し，水素を理解することが本質であるものを厳選し，結晶大型化・中性子線構造解析，量子古典混合分子動力学計算（QM/MM-MD）をおこなった。
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