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センサータンパク質の信号伝達における共通立体構造の役割

研究課題

研究課題/領域番号 20038037
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関大阪大学

研究代表者

水野 操  大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教 (10464257)

研究期間 (年度) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2009年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2008年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
キーワード時間分解共鳴ラマン分光法 / 光受容タンパク質 / 古細菌型ロドプシン / 光異性化 / タンパク質応答 / 光センサータンパク質 / BASドメイン構造 / イエロープロテイン / 変異体 / 水素結合 / チロシン残基
研究概要

センサータンパク質は、外部刺激センサーとなる補欠分子族だけでなく、それを取り囲むタンパク質の立体構造が共通であるものが多く存在する。本研究では、タンパク質の共通立体構造が、生理機能に果たす役割に注目し、外部刺激により引き起こされるタンパク質ダイナミクスを、時間分解紫外共鳴ラマン分光法をもちいて実時間観測し、機能発現機構の解明を目的とする。
本年度は、共通立体構造を持ちながら、センサーだけでなく異なる機能を示す典型的な光受容タンパク質である古細菌型ロドプシンについて、タンパク質ダイナミクスを追跡し、機能に重要と考えられる構造変化を調べた。古細菌型ロドプシンは、レチナール発色団の光励起により起こる異性化反応に応答した光サイクル反応を行う。プロトンポンプタンパク質であるバクテリオロドプシン、および光センサータンパク質であるセンサリーロドプシンIIについて、初期に現れる反応中間体(J,K,KL)のタンパク質構造を調べた。これらの中間体において、古細菌型ロドプシン共通の発色団周辺に存在するトリプトファンおよびチロシン残基の構造が変化する過程を観測することに成功した。それぞれのタンパク質における初期ダイナミクスでは、特にJ中間体において、構造変化の過程に違いがみられることがわかった。このことから、反応の初期段階で機能を決定付ける構造変化があることが示唆された。本研究から、紫外共鳴ラマン分光法による初期ダイナミクス観測は、タンパク質機能の発現機構解明の一役を担うことが期待され、さらに詳細な実験研究が必要であることが示された。

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] タンパク質ダイナミクス観測のための時間分解共鳴ラマン分光計開発2009

    • 著者名/発表者名
      水野操
    • 雑誌名

      レーザー研究 37

      ページ: 748-753

    • NAID

      10025517359

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Picosecond Time-Resolved Ultraviolet Resonance Raman Spectroscopy of Bacteriorhodopsin : Primary Protein Response to the Phoroisomerizarion of Retinal2009

    • 著者名/発表者名
      Misao Mizuno
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry B 113

      ページ: 12121-12128

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 共鳴効果を利用する生体分子の部位特異的ダイナミクス観測2008

    • 著者名/発表者名
      水野操
    • 雑誌名

      分光研究 57

      ページ: 179-194

    • NAID

      10021308202

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Picosecond Time-Resolved Ultraviolet Resonance Raman Spectroscopy of Bacteriorhodopsin : Protein Dynamics in Primary Photointermediates2009

    • 著者名/発表者名
      Misao Mizuno
    • 学会等名
      The second Asian Spectroscopy Conference
    • 発表場所
      Seoul National University, Seoul (Korea)
    • 年月日
      2009-11-30
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 光反応中間体におけるイエロープロテインのタンパク質構造:発色団周辺水素結合変化の変異体紫外共鳴ラマン測定による解析2009

    • 著者名/発表者名
      水野操
    • 学会等名
      第3回分子科学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      2009-09-22
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] バクテリオロドプシンの光反応初期過程におけるタンパク質ダイナミクス2008

    • 著者名/発表者名
      水野操
    • 学会等名
      第2回分子科学討論会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2008-09-25
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] バクテリオロドプシンのピコ秒時間分解紫外共鳴ラマンスペクトル : 部位選択的観測でみるタンパク質部分の初期構造ダイナミクス2008

    • 著者名/発表者名
      水野操
    • 学会等名
      第35回生体分子科学討論会
    • 発表場所
      兵庫
    • 年月日
      2008-06-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/lab/mizutani/index-jp.html

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/lab/mizutani/index-jp.html

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2018-03-28  

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