超高感度時間分解赤外分光装置の開発と生体系プロトンポンプ機構の解明

• 研究課題/領域番号: 21750022
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: 兵庫県立大学
• 研究代表者: 久保 稔 兵庫県立大学, 大学院・生命理学研究科, 助教 (90392878)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2010年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2009年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 赤外分光法 / 時間分解振動分光法 / タンパク質 / プロトンポンプ / チトクロム酸 / 化酵素 / フェムト秒レーザー / ミトコンドリア / シトクロム酸化酵素 / 光反応

研究概要

タンパク質のプロトンポンプ機構を解明するために、生理条件下(室温・水溶液中)のタンパク質に適用可能な超高感度ナノ秒時間分解赤外分光装置を開発した。本装置はウシ心筋チトクロムc酸化酵素に応用され、このタンパク質の持つ水チャネルの動的ゲーティング機構が明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Spectroscopic identification of reactive porphyrin motions. (2011)
  • 著者名/発表者名: Barabanschikov, A., Demidov, A., Kubo, M., Champion, P. M., Zhao, J., Sturhahn, W., Alp, E.E., Sage, J.T.
  • 雑誌名: J.Chem.Phys. In press.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spectroscopic and computational characterization of Cu^<II>-OOR (R=H or Cumyl) complexes bearing a Me_6-tren ligand. (2011)
  • 著者名/発表者名: Choi, Y.J., Cho, K.-B., Kubo, M., Ogura, T., Karlin, K.D., Cho, J., Nam, W.
  • 雑誌名: Dalton Trans. (Special Issue, New Talent Asia). Vol.40 ページ: 2234-2241
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differences in coordination states of substituted tyrosine residues and quaternary structures among hemoglobin M probed by resonance Raman spectroscopy. (2010)
  • 著者名/発表者名: Aki, Y., Nagai, M., Nagai, Y., Imai, K., Aki, M., Sato, A., Kubo, M., Nagatomo, S., Kitagawa, T.
  • 雑誌名: J.Biol.Inorg.Chem. Vol.15 ページ: 147-158
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrafast dynamics of diatomic ligand binding to nitrophorin 4. (2010)
  • 著者名/発表者名: Benabbas, A., Ye, X., Kubo, M., Zhang, Z., Maes, E.M., Montfort, W.R., Champion, P.M.
  • 雑誌名: J.Am.Chem.Soc. Vol.132 ページ: 2811-2820
  • 査読あり
• [雑誌論文] Water as an oxygen source : Synthesis, characterization, and reactivity studies of a mononuclear nonheme manganese(IV) oxo complex. (2010)
  • 著者名/発表者名: Sawant, S.C., Wu, X., Cho, J., Cho, K.-B., Kim, S.H., Seo, M.S., Lee, Y.-M., Kubo, M., Ogura, T., Shaik, S., Nam, W.
  • 雑誌名: Angew.Chem.Int.Ed. Vol.49 ページ: 8190-8194
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis, structural and spectroscopic characterization, and reactivities of mononuclear cobalt (III)-peroxo complexes. (2010)
  • 著者名/発表者名: Cho, J., Sarangi, R., Kang, H. Y., Lee, J. Y., Kubo, M., Ogura, T., Solomon, E.I., Nam, W.
  • 雑誌名: J.Am.Chem.Soc. Vol.132 ページ: 16977-16986
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reversible O-O bond cleavage and formation between Mn(IV)-peroxo and Mn(V)-oxo corroles. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kim, S.H., Park, H., Seo, M. S., Kubo, M., Ogura, T., Klajn, J., Gryko, D.T., Valentine, J.S., Nam, W.
  • 雑誌名: J.Am.Chem.Soc. Vol.132 ページ: 14030-14032
  • 査読あり
• [雑誌論文] A square-planar Ni (II) complex with an N_2S_2 donor set similar to the active centre of nickel-containing superoxide dismutase and its reaction with superoxide. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakane, D., Kuwasako, S., Tsuge, M., Kubo, M., Funahashi, Y., Ozawa, T., Ogura, T., Masuda, H.
  • 雑誌名: Chem.Commun. Vol.46 ページ: 2142-2144
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nickel (II) complexes of TPA ligands with 6-phenyl substituents Ph^nTPA. Structure and H_2O_2-reactivity.(Selected Paper). (2010)
  • 著者名/発表者名: Tano, T., Doi, Y., Inosako, M., Kunishita, A., Kubo, M., Ishimaru, H., Ogura, T., Sugimoto, H., Itoh, S.
  • 雑誌名: Bull.Chem.Soc.Jpn. Vol.83 ページ: 530-538
  • 査読あり
• [雑誌論文] Geometric and electronic structure and reactivity of a mononuclear "side-on" nickel (III)-peroxo complex. (2009)
  • 著者名/発表者名: Cho, J., Sarangi, R., Annaraj, J., Kim, S. Y., Kubo, M., Ogura, T., Solomon, E.I., Nam, W.
  • 雑誌名: Nature Chem. Vol.1 ページ: 568-572
  • 査読あり
• [雑誌論文] Water as an oxygen source in the generation of mononuclear nonheme iron (IV)-oxo complexes. (2009)
  • 著者名/発表者名: Lee, Y.-M., Dhuri, S.N., Sawant, S.C., Cho, J., Kubo, M., Ogura, T., Fukuzumi, S., Nam, W.
  • 雑誌名: Angew.Chem.Int.Ed. Vol.48 ページ: 1803-1806
  • 査読あり
• [雑誌論文] New oxidation reactivity of a bis(μ-oxo)-dinickel(III) complex : Arene hydroxylation of the supporting ligand. (2009)
  • 著者名/発表者名: Honda, K., Cho, J., Matsumoto, T., Roh, J., Furutachi, H., Tosha, T. Kubo, M., Fujinami, S., Ogura, T., Kitagawa, T., Suzuki, M.
  • 雑誌名: Angew.Chem.Int.Ed. Vol.48 ページ: 3304-3307
  • 査読あり
• [雑誌論文] (∝-η^2:η^2-disulfido) dinickel (II) complexes supported by 6-methyl-TPA ligands. (2009)
  • 著者名/発表者名: Inosako, M., Kunisita, A., Kubo, M., Ogura, T., Sugimoto, H., Itoh, S.
  • 雑誌名: Dalton Trans.(Selected Paper for Cover Picture). ページ: 9410-9417
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ni(II)/H_2O_2 reactivity in bis[(pyridin-2-yl)methyl]amine tridentate ligand system. Aromatic hydroxylation reaction by bis(∝-oxo)dinickel (III) complex. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kunishita, A., Doi, Y., Kubo, M., Ogura, T., Sugimoto, H., Itoh, S.
  • 雑誌名: Inorg.Chem. Vol.48 ページ: 4997-5004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mononuclear copper(II)-superoxo complexes that mimic the structure and reactivity of the active centers of PHM and DβM. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kunishita, A., Kubo, M., Sugimoto, H., Ogura, T., Sato, K., Takui, T., Itoh, S.
  • 雑誌名: J.Am.Chem.Soc. Vol.131 ページ: 2788-2789
  • 査読あり
• [学会発表] フェムト秒レーザーを用いた高感度時間分解赤外分光装置の開発:酵素反応の生理条件下での測定を目指して (2010)
  • 著者名/発表者名: 久保稔
  • 学会等名: 第48回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 東北大学川内北キャンパス
  • 年月日: 2010-09-20
• [学会発表] フェムト秒レーザーを用いた高感度時間分解赤外分光装置の開発:酵素反応の生理条件下での測定を目指して (2010)
  • 著者名/発表者名: 久保稔
  • 学会等名: 第48回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 東北大学川内北キャンパス(宮城県)
  • 年月日: 2010-09-20
• [学会発表] 高輝度フェムト秒レーザーを用いた時間分解赤外分光装置の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 久保稔
  • 学会等名: 第4回分子科学討論会
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] 高輝度フェムト秒レーザーを用いた時間分解赤外分光装置の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 久保稔
  • 学会等名: 第4回分子科学討論会
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス(大阪府)
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] フェムト秒レーザーを用いた高感度赤外分光装置の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 久保稔
  • 学会等名: 生命科学系GCOEネットワークフォーラム2010
  • 発表場所: メルパルク京都(京都)
  • 年月日: 2010-02-21