低収量生体分子の時間分解計測を目指したマイクロ流体ミキサーの開発

• 研究課題/領域番号: 23687022
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所 (2013); 分子科学研究所 (2011-2012)
• 研究代表者: 木村 哲就 独立行政法人理化学研究所, 放射光科学総合研究センター, 研究員 (70506906)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 28,470千円 (直接経費: 21,900千円、間接経費: 6,570千円); 2013年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2012年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2011年度: 20,150千円 (直接経費: 15,500千円、間接経費: 4,650千円)
• キーワード: マイクロ流路 / フォールディング / 膜タンパク質 / フローセル / ストップト・フロー / マイクロ流路セル / 蛍光顕微観察 / ケージド化合物 / ヘムタンパク質 / マイクロ流体デバイス / 二重蛍光標識 / マイクロミキサー / 生体分子 / 蛍光測定 / 化学反応

研究概要

生体分子反応がどのようなメカニズムで起こっているかを明らかにするためには、その反応を実時間で観察し、生体分子のダイナミクスを明らかにしなければならない。しかし、調製できるタンパク質の量には限りがあり、多くの場合マイクログラムからミリグラム程度であるため、このような低収量生体分子のメカニズムを明らかにする研究は進んで来なかった。本課題では新規の計測系を構築することで、低収量生体分子が起こす反応の時間分解計測を可能にした。

研究成果

• [雑誌論文] 急速緩衝液交換法による時間分解全反射赤外分光法の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 古谷祐詞、木村哲就、岡本基士
  • 雑誌名: 生物物理 巻: 印刷中
  • NAID: 130004693957
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of Host-Guest Complexes on Gold Surface Investigated by Surface-Enhanced IR Absorption Spectroscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: Inokuchi, Y., Mizuuchi, T., Ebata, T., Ikeda, T., Haino, T., Kimura, T., Guo, H., Furutani, Y
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett 巻: 592 ページ: 90-95
  • DOI: 10.1016/j.cplett.2013.12.026
  • NAID: 120005615680
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Development of a rapid Buffer-exchange system for time-resolved ATR-FTIR spectroscopy with the step-scan mode (2013)
  • 著者名/発表者名: Furutani, Y., Kimura, T., Okamoto, K
  • 雑誌名: BIOPHYSICS 巻: 9 号: 0 ページ: 123-129
  • DOI: 10.2142/biophysics.9.123
  • NAID: 130003366039
  • ISSN: 1349-2942
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distortion of the amide-I and -II bands of an α-helical membrane protein, pharaonis halorhodopsin, depends on thickness of gold film utilized for surface-enhanced infrared absorption spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: Guo, H.
  • 雑誌名: Chem. Phys. 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamics of Dangling Bonds of Water Molecules in pharaonis Halorhodopsin during Chloride Ion Transportation (2012)
  • 著者名/発表者名: Furutani, Y., Fujiwara, K., Kimura, T., Kikukawa, T., Demura, M., Kandori, H
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Lett 巻: 3 号: 20 ページ: 2964-2969
  • DOI: 10.1021/jz301287n
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct visualization reveals dynamics of a transient intermediate during protein assembly (2011)
  • 著者名/発表者名: Zhang X, Lam VQ, Mou Y, Kimura T, Chung J, Chandrasekar S, Winkler JR, Mayo SL, Shan SO
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci 巻: 108 号: 16 ページ: 6450-6455
  • DOI: 10.1073/pnas.1019051108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct visualization reveals dynamics of a transient intermediate during protein assembly (2011)
  • 著者名/発表者名: Zhang X, Lam VQ, Mou Y, Kimura T, Chung J, Chandrasekar S, Winkler JR, Mayo SL, Shan SO
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 巻: 108 ページ: 6450-6455
  • 査読あり
• [学会発表] フロー法を用いたタンパク質分子反応機構の実時間解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 木村哲就
  • 学会等名: 分子システム研究第3回春期研究会
  • 発表場所: 彦根市
• [学会発表] フロー・フラッシュ時間分解分光法による一酸化窒素還元酵素のNO還元反応機構の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 木村哲就、當舎武彦、城宜嗣、久保稔
  • 学会等名: 第14回日本蛋白質科学会
  • 発表場所: 横浜市
• [学会発表] 酵素反応の時間分解分光解析を実現するマイクロ流路フローフラッシュ法の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 木村哲就,久保稔,當舎武彦,城宜嗣
  • 学会等名: 日本生物物理学会第51回年会
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都市)
• [学会発表] マイクロ流路を利用した時間分解分光計測系の構築 (2013)
  • 著者名/発表者名: 木村哲就
  • 学会等名: 分子システム研究第２回春期研究会
  • 発表場所: 静岡県御殿場市
• [学会発表] Development of micro-channel flow-flash method for time-resolved spectroscopic study of enzymatic reactions. (2013)
  • 著者名/発表者名: 木村哲就、當舎武彦、城宜嗣、久保稔
  • 学会等名: 日本生物物理学会第51回年会
  • 発表場所: 京都市
• [学会発表] 生体分子反応の実時間観察を可能にする溶液混合装置の開発と応用例 (2012)
  • 著者名/発表者名: 木村哲就
  • 学会等名: 分子科学研究所技術課セミナー『フォトリソグラフィー技術の基礎と応用』
  • 発表場所: 岡崎カンファレンスセンター(岡崎市)
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] 体分子反応の実時間観察を可能にする溶液混合装置の開発と応用例 (2012)
  • 著者名/発表者名: 木村哲就
  • 学会等名: 分子科学研究所技術課セミナー「フォトリソグラフィー技術の基礎と応用」
  • 発表場所: 岡崎カンファレンスセンター(愛知県)
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] 全反射赤外分光法によるMg^<2+>輸送体MgtEのイオン選択機構の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 木村哲就, 道喜慎太郎, 石谷隆一郎, 濡木理, 古谷祐詞
  • 学会等名: 2011年度日本生物物理学会中部支部講演会
  • 発表場所: 名古屋大学野依記念学術交流館(愛知県)
  • 年月日: 2012-03-19
• [学会発表] 低収量生体分子の時間分解分光計測を目指した新規溶液交換・混合装置の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 木村哲就、古谷祐詞
  • 学会等名: 日本生物物理学会第50回年会
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
• [学会発表] 全反射赤外分光法によるMg^2+輸送体MgtEのイオン選択およびゲーティング機構の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 木村哲就、道喜慎太郎、石谷隆一郎、濡木理、古谷祐詞
  • 学会等名: 第39回生体分子科学討論会
  • 発表場所: 東北大学片平さくらホール(仙台市)
• [学会発表] Stepwise conformational changes upon anion pumping during the pharaonis halorhodopsin photocycle revealed by H/D unexchangeable amide-A vibrations (2012)
  • 著者名/発表者名: Kimura, T., Kandori, H., and Furutani, Y
  • 学会等名: 5th International Symposium on Nanomedicine (ISNM2011)
  • 発表場所: 名古屋大学ESホール(愛知県)
• [学会発表] Ion-selective mechanism of Mg^<2+> transporter MgtE studied by attenuated total refrection FTIR spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Kimura, T., Douki, S., Ishitani, R., Nureki, O., Furutani, Y
  • 学会等名: 4^<th> Japan-Korea Seminar on Biomolecular Sciences
  • 発表場所: 東大寺文化センター(奈良県)
• [学会発表] 全反射赤外分光法による Mg2+輸送体MgtEのイオン選択 およびゲーティング機構の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 木村哲就
  • 学会等名: 第39回生体分子科学討論会
  • 発表場所: 仙台市(東北大学)
• [学会発表] Development of novel rapid buffer-exchange system and microfluidic mixer for time-resolved spectroscopic study of low-yield biomolecules. (2012)
  • 著者名/発表者名: Tetsunari Kimura
  • 学会等名: 第50回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 名古屋市(名古屋大学)
• [学会発表] Ion-selective mechanism of Mg^<2+> transporter MgtE studied by attenuated total refrection FTIR spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Tetsunari Kimura, Shintaro Douki, Ryuichiro Ishitani, Osamu Nureki, Yuji Furutani
  • 学会等名: 4^<th> Japan-Korea Seminar on Biomolecular Sciences-Experiments and Simulations
  • 発表場所: 東大寺文化センター(奈良県)
• [学会発表] 全反射赤外分光法によるMg^<2+>輸送体MgtEのイオン選択機構の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 木村哲就、道喜慎太郎、石谷隆一郎、濡木理、古谷祐詞
  • 学会等名: 第11回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポパーク(大阪府)
• [学会発表] 全反射赤外分光法によるMg^<2+>輸送体MgtEのイオン選択機構の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 木村哲就、道喜慎太郎、石谷隆一郎、濡木理、古谷祐詞
  • 学会等名: 第49回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 兵庫県立大学姫路書写キャンパス(兵庫県)
• [学会発表] 全反射赤外分光法によるMg^<2+>輸送体MgtEのイオン選択機構の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 木村哲就、道喜慎太郎、石谷隆一郎、濡木理、古谷祐詞
  • 学会等名: 生体エネルギー研究会第37回討論会
  • 発表場所: 京都産業大学神山ホール(京都府)
• [図書] Watchi ng Dynamicsl Events in Protein Folding in th e Time domain from Submilliseconds to Seco nds : Continuous-Flow Rapid-Mixing Infrared Spectroscopy. in Protein Folding and Misfold ing : Shining Light by Infrared Spectroscopy. (2011)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, S. and Kimura, T( eds. Fabian, H., Naumann, D.)
• [図書] Protein Folding and Misfolding : Shining Light by Infrared Spectroscopy. "Watching Dynamicsl Events in Protein Folding in the Time domain from Submilliseconds to Seconds : Continuous-Flow Rapid-Mixing Infrared Spectroscopy." (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Takahashi, T.KIMURA
  • 総ページ数: 26
  • 出版者: Springer-Verlag