近赤外励起ラマン円偏光二色性分光を用いた生体関連分子の構造解析手法の確立

• 研究課題/領域番号: 23550019
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: 佐賀大学
• 研究代表者: 海野 雅司 佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50255428)
• 連携研究者: 加茂 直樹 松山大学, 薬学部, 教授 (10001976) ; 増田 真二 東京工業大学, バイオ研究基盤支援総合センター, 准教授 (30373369)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2012年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2011年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 分子分光 / 振動分光 / 生物物理 / 光受容タンパク質 / 量子化学計算 / 国際研究者交流（米国） / 分子分光学 / 生物物理学 / 国際情報交流（米国）

研究概要

本研究の大きな目的は申請者らが開発してきたラマン円偏光二色性分光装置を高感度化し、これをさまざまな系に応用してその有用性を実証することである。本手法は円二色性分光のラマン分光版で、通常のラマン分光に比べて極めて多くの構造情報を提供する。特に、本研究では近赤外光励起のラマン円偏光二色性分光法をさまざまな光受容タンパク質に応用し、発色団の捻れ構造に関する微細な情報が得られることを明らかにした。最近、発色団分子の捻れなどの構造的な歪みが酵素活性等に重要であることを示唆する研究が報告されてきており、本手法はタンパク質の機能を分子構造レベルで解明するうえで極めて重要な情報を与えると期待された。

研究成果

• [雑誌論文] ラマン光学活性による色素蛋白質の構造解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 海野雅司
  • 雑誌名: 生物物理 巻: 54 ページ: 39-42
  • NAID: 130003391402
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of Preparation Temperature of Precursor on the Thermal Stability of TiO2(B) and its Electrochemical Property as an Anode Material in the Lithium-Ion Battery (2014)
  • 著者名/発表者名: Furuya, Y., Zhao, W., Iida, T., Unno, M., & Noguchi, H
  • 雑誌名: Electrochemistry 巻: 82 ページ: 7-13
  • NAID: 130003387730
  • 査読あり
• [雑誌論文] Active Site Structure of Photoactive Yellow Protein with a Locked Chromophore Analogue Revealed by Near-Infrared Raman Optical Activity (2013)
  • 著者名/発表者名: Kubota, K., Shingae, T., Foster, N. D., Kumauchi, M., Hoff, W. D. & Unno, M
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Lett 巻: 4 ページ: 3031-3038
  • 査読あり
• [雑誌論文] Raman Optical Activity Probing Structural Deformations of the 4-Hydroxycinnamyl Chromophore in Photoactive Yellow Protein (2013)
  • 著者名/発表者名: Shingae, T., Kubota, K., Kumauchi, M., Tokunaga, F. & Unno, M
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Lett 巻: 4 ページ: 1322-1327
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exploring the active site structure of a photoreceptor protein by Raman optical activity (2013)
  • 著者名/発表者名: Unno, M., Kikukawa, T., Kumauchi, M., & Kamo, N
  • 雑誌名: J. Phys.Chem. B 巻: 117 ページ: 1321-1325
  • 査読あり
• [雑誌論文] Raman Optical Activity Probing Structural Deformations of the 4-Hydroxycinnamyl Chromophore in Photoactive Yellow Protein (2013)
  • 著者名/発表者名: Shingae, T., Kubota, K., Kumauchi, M., Tokunaga, F. & Unno, M.
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Lett. 巻: 4 号: 8 ページ: 1322-1327
  • DOI: 10.1021/jz400454j
  • 査読あり
• [雑誌論文] Active Site Structure of Photoactive Yellow Protein with a Locked Chromophore Analogue Revealed by Near-Infrared Raman Optical Activity (2013)
  • 著者名/発表者名: Kubota, K., Shingae, T., Foster, N. D., Kumauchi, M., Hoff, W. D. & Unno, M.
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Lett. 巻: 4 号: 18 ページ: 3031-3038
  • DOI: 10.1021/jz4016266
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exporing the active site site structure of a photoreceptor protein by raman optical activity (2013)
  • 著者名/発表者名: Unno Masashi, kikukawa takashi, Kumauchi Masato, Kamo Naoki
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry. 巻: 117巻 号: 5 ページ: 1321-325
  • DOI: 10.1021/jp4001187
  • 査読あり
• [雑誌論文] N-terminal truncation does not affect the location of a conserved tryptophan in the BLUF domain of AppA from Rhodobacter sphaeroides (2012)
  • 著者名/発表者名: Unno, M., Tsukiji, Y., Kubota, K., & Masuda, S
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 巻: 116 ページ: 8974-8980
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spectroscopic Evidence for the Formation of an N Intermediate during the Photocycle of Sensory Rhodopsin II (Phoborhodopsin) from Natronobacterium pharaonis (2011)
  • 著者名/発表者名: Tateishi, Y., Abe, T., Tamogami, J., Nakao, Y., Kikukawa, T., Kamo, N., & Unno, M
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 50 ページ: 2135-2143
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photochemistry of a Putative New Class of Sensory Rhodopsin (SRIII) coded by xop2 of Haloarcular marismortui (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakao, Y., Kikukawa, T., Shimono1, K., Tamogami1, J., Kimitsuki, N., Nara, T., Unno, M., Ihara, K., & Kamo, N
  • 雑誌名: J. Photochem. Photobiol. B 巻: 102 ページ: 45-54
  • 査読あり
• [雑誌論文] Raman Optical Activity of a Cyclic Dipeptide Analyzed by Quantum Chemical Calculations Combined with Molecular Dynamics Simulations
  • 著者名/発表者名: Urago, H., Suga, T., Hirata, T., Kodama, H., Unno, M
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] The electrochemical properties of low-crystallinity TiO2(B)-carbon composite as an anode material in lithium-ion battery
  • 著者名/発表者名: Furuya, Y., Zhao, W., Unno, M., Mohuchi, T
  • 雑誌名: Electrochim. Acta 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [学会発表] アラニンペプチドを用いたポリ(L-プロリン)II 由来のラマン円偏光二色性スペクトルの解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 古田雅和, 海野雅司, 江口貴大
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Protonation state of the linear tetrapyrrole chromophore in cyanobacteriochrome RcaE revealed by resonance Raman spectroscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: Osoegawa, S., Hirose, Y., Ikeuchi, M., Unno, M
  • 学会等名: 1st International Picobiology Institute Symposium, Picometer- to Micrometer-Level Structural Analyses for Studies on Functional Mechanisms of Proteins
  • 発表場所: Hyogo
• [学会発表] Raman optical activity spectra of poly(L-proline) II helix in alanine peptides (2014)
  • 著者名/発表者名: Furuta, M., Eguchi, T., Unno, M
  • 学会等名: 1st International Picobiology Institute Symposium, Picometer- to Micrometer-Level Structural Analyses for Studies on Functional Mechanisms of Proteins
  • 発表場所: Hyogo
• [学会発表] Oral, Active site structure of photoactive yellow protein with a locked chromophore analogue revealed by near infrared Raman optical activity (2014)
  • 著者名/発表者名: Shingae, T., Kubota, K., Foster, N. D., Kumauchi, M., Hoff, W., Unno, M
  • 学会等名: 1st International Picobiology Institute Symposium, Picometer- to Micrometer-Level Structural Analyses for Studies on Functional Mechanisms of Proteins
  • 発表場所: Hyogo
• [学会発表] Active site structure of photoactive yellow protein with a locked chromophore analogue revealed by near infrared Raman optical activity (2014)
  • 著者名/発表者名: Shingae, T., Kubota, K., Foster, N. D., Kumauchi, M., Hoff, W., Unno, M.
  • 学会等名: 1st International Picobiology Institute Symposium, Picometer- to Micrometer-Level Structural Analyses for Studies on Functional Mechanisms of Proteins
  • 発表場所: Hyogo
• [学会発表] アラニンペプチドを用いたポリ（L-プロリン）II由来のラマン円偏光二色性スペクトルの解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 古田雅和、海野雅司、江口貴大
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Raman Optical Activity Spectra of Poly(L-proline) II Helix in Alanine Peptides (2013)
  • 著者名/発表者名: Furuta, M., Eguchi, T., Unno, M
  • 学会等名: 13th Kyushu-Seibu/Pusan-Kyeongnam Joint Symposium on High Polymers (16th) and Fibers (14th) in Saga
  • 発表場所: Saga
  • 年月日: 2013-11-09
• [学会発表] Raman Optical Activity Probes Structural Deformations of the Chromophore in a Photoreceptor Protein (2013)
  • 著者名/発表者名: Masashi Unno
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Host Compounds for Separation and Functionality in Saga
  • 発表場所: Saga
  • 年月日: 2013-07-12
  • 招待講演
• [学会発表] 共鳴ラマン分光法によるシアノバクテリオクローム RcaE がもつ開環テトラピロール発色団のプロトン化状態の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小副川晋介, 広瀬侑, 池内昌彦, 海野雅司
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 近赤外ラマン円偏光二色性分光による光受容タンパク質の活性部位構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 新ヶ江貴仁, 久保田健介, Foster, N. D., 熊内雅人, Hoff, W. D., 海野雅司
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Active Site Structure of Photoactive Yellow Protein with a Locked Chromophore Analog Revealed by Near Infrared Raman Optical Activity (2013)
  • 著者名/発表者名: Shingae, T., Kubota, K., Foster, N. D., Kumauchi, M., Hoff, W. D., Unno, M
  • 学会等名: 7th International Conference on Advanced Vibrational Spectroscopy
  • 発表場所: Kobe
• [学会発表] Raman optical activity probes structural deformations of the chromophore within a protein environment (2013)
  • 著者名/発表者名: UNNO, M
  • 学会等名: 7th International Conference on Advanced Vibrational Spectroscopy
  • 発表場所: Kobe
  • 招待講演
• [学会発表] 近赤外ラマン円偏光二色性分光を用いた光受容タンパク質の活性部位構造解析-発色団アナログを再構成したPhotoactive Yellow Protein への応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 新ヶ江貴仁, 久保田健介, FOSTER N. D., 熊内雅人, HOFF Wouter, 海野雅司
  • 学会等名: 第40回 生体分子科学討論会
  • 発表場所: 吹田
• [学会発表] 赤外ラマン円偏光二色性分光を用いた光受容タンパク質の活性部位構造解析―発色団アナログを再構成したPhotoactive Yellow Proteinへの応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 新ヶ江貴仁、久保田健介、FOSTER N. D.、熊内雅人、HOFF Wouter、海野雅司
  • 学会等名: 第40回 生体分子科学討論会
  • 発表場所: 吹田
• [学会発表] 共鳴ラマン分光法によるシアノバクテリオクロームRcaEがもつ開環テトラピロール発色団のプロトン化状態の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小副川晋介、広瀬侑、池内昌彦、海野雅司
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 近赤外励起ラマン円偏光二色性分光と円二色性分光を用いた光受容タンパク質における活性部位の構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 新ヶ江貴仁, 久保田健介, 熊内雅人, HOFF Wouter, 海野雅司
  • 学会等名: 2012年 日本化学会西日本大会
  • 発表場所: 佐賀
  • 年月日: 2012-11-10
• [学会発表] ラマン円偏光二色分光によるジペプチドのコンフォメーション解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浦郷寛康, 菅虎雄, 兒玉浩明, 海野雅司
  • 学会等名: 2012年 日本化学会西日本大会
  • 発表場所: 佐賀
  • 年月日: 2012-11-10
• [学会発表] Exploring the active site structure of a photoreceptor protein by Raman optical activity (2012)
  • 著者名/発表者名: 海野雅司
  • 学会等名: 2012年 光化学討論会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-09-14
  • 招待講演
• [学会発表] 環状ジペプチドのラマン円偏光二色性スペクトルの測定と解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浦郷寛康, 菅虎雄, 兒玉浩明, 海野雅司
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 近赤外ラマン円偏光二色性分光法による Photoactive Yellow Proteinの構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 新ヶ江貴仁, 久保田健介, 熊内雅人, HOFF Wouter, 海野雅司
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 日吉
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] N 末アミノ酸残基の有無は AppA BLUF ドメインの保存された トリプトファン残基の位置に影響しない (2012)
  • 著者名/発表者名: 海野雅司, 築地祐樹, 久保田健介, 増田真二
  • 学会等名: 第50回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] 近赤外励起ラマン円偏光二色性分光と円二色性分光を用いたPhotoactive Yellow Protein にける活性部位の構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 新ヶ江貴仁, 久保田健介, 熊内雅人, HOFF Wouter, 海野雅司
  • 学会等名: 第39回 生体分子科学討論会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] 近赤外励起ラマン円偏光二色性分光と円二色性分光を用いたPhotoactive Yellow Proteinにける活性部位の構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 新ヶ江 貴仁、久保田 健介、熊内 雅人、HOFF Wouter、海野 雅司
  • 学会等名: 第39回 生体分子科学討論会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] ラマン円偏光二色分光によるジペプチドのコンフォメーション解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浦郷寛康、菅虎雄、兒玉浩明、海野雅司
  • 学会等名: 2012年 日本化学会西日本大会
  • 発表場所: 佐賀
• [学会発表] 近赤外励起ラマン円偏光二色性分光と円二色性分光を用いた光受容タンパク質における活性部位の構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 新ヶ江 貴仁、久保田 健介、熊内 雅人、HOFF Wouter、海野 雅司
  • 学会等名: 2012年 日本化学会西日本大会
  • 発表場所: 佐賀
• [学会発表] 近赤外ラマン円偏光二色性分光法によるPhotoactive Yellow Proteinの構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 新ヶ江 貴仁、久保田 健介、熊内 雅人、HOFF Wouter、海野 雅司
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Exploring the active site structure of photoactive yellow protein by Raman optical activity (2011)
  • 著者名/発表者名: 海野雅司
  • 学会等名: 第5回アジア・オセアニア光生物学会議
  • 発表場所: 奈良
  • 招待講演
• [学会発表] ラマン円偏光二色性分光法による photoactive yellow protein の活性部位の構造解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 新ヶ江貴仁, 久保田健介, 熊内雅人, 徳永史生, 海野雅司
  • 学会等名: 第49回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 姫路
• [学会発表] Exploring the active site structure of photoactive yellow protein by Raman optical activity (2011)
  • 著者名/発表者名: 海野雅司
  • 学会等名: 第5回アジア・オセアニア光生物学会議（AOCP）(招待講演)
  • 発表場所: 奈良
• [学会発表] Active Site Structures of photoactive yellow protein study by near-infrared Raman Optical Activity（ラマン円偏光二色性分光法による photoactive yellow proteinの活性部位の構造解析） (2011)
  • 著者名/発表者名: 新ヶ江貴人、久保田健介、熊内雅人、徳永史生、海野雅司
  • 学会等名: 第49回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 姫路
• [学会発表] Exploring the active site structure of a photoreceptor protein by Raman optical activity
  • 著者名/発表者名: 海野雅司
  • 学会等名: 2012年光化学討論会
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [備考]
  • URL: http://biophysics.chem.saga-u.ac.jp
• [備考] 佐賀大学 海野研究室
  • URL: http://biophysics.chem.saga-u.ac.jp