特徴的な立体構造を利用したタンパク質内エネルギー散逸機構の解明

• 研究課題/領域番号: 26288008
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 水谷 泰久 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60270469)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円); 2016年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2015年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2014年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
• キーワード: ラマン分光法 / 時間分解分光法 / 振動エネルギー緩和 / ラマン分光学 / 生物物理 / 時間分解分光学

研究成果の概要

タンパク質中の活性部位に生じた余剰エネルギーは、活性部位から周囲のタンパク質部分へと伝わり、タンパク質内の散逸する。われわれは、アンチストークスラマンバンド強度が余剰エネルギーの大きさを反映することを利用して、ヘムタンパク質中のエネルギー散逸過程を観測することに成功した。ミオグロビンの変異体について、アミノ酸残基単位でエネルギーを流れを観測し、タンパク質のエネルギー伝搬において、原子間接触が重要な因子であることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Importance of Atomic Contacts in Vibrational Energy Flow in Proteins (2016)
  • 著者名/発表者名: Masato Kondoh, Misao Mizuno, and Yasuhisa Mizutani
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Lett. 巻: 7 号: 11 ページ: 1950-1954
  • DOI: 10.1021/acs.jpclett.6b00785
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observing Vibrational Energy Flow in a Protein with the Spatial Resolution of a Single Amino Acid Residue (2014)
  • 著者名/発表者名: Naoki Fujii, Misao Mizuno, Haruto Ishikawa, and Yasuhisa Mizutani
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Lett. 巻: 5 ページ: 3269-3273
  • 査読あり
• [学会発表] タンパク質内エネルギー移動の定量化に向けたアンチストークスラマンスペクトルの温度依存性の観測 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山下聡、水野操、水谷泰久
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] Direct Observation of Vibrational Energy Flow in Proteins by Time-resolved Resonance Raman Spectroscopy (2017)
  • 著者名/発表者名: Yasuhisa Mizutani
  • 学会等名: Present and Future of Ultrafast Spectroscopy
  • 発表場所: 和光
  • 年月日: 2017-03-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Importance of atomic contacts in vibrational energy flow in proteins (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasuhisa Mizutani
  • 学会等名: 6th International Conference on Perspectives in Vibrational Spectroscopy
  • 発表場所: Golden Blossom Imperial Resorts, Lucknow, India.
  • 年月日: 2016-11-05
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 時間分解共鳴ラマン分光法の開拓とタンパク質ダイナミクス研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 水谷泰久
  • 学会等名: 九重分子科学セミナー2016
  • 発表場所: 大分
  • 年月日: 2016-09-02
  • 招待講演
• [学会発表] Vibrational Energy Flow in Hemeproteins (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasuhisa Mizutani
  • 学会等名: The XXV International Conference on Raman Spectroscopy
  • 発表場所: Fortaleza, Brazil
  • 年月日: 2016-08-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Watching vibrational energy flow in proteins (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasuhisa Mizutani,
  • 学会等名: International Symposium: "Recent Progress in Molecular Spectroscopy and Dynamics"
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2016-07-07
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] "Temporal Raman mapping of vibrational energy flow in hemeprotein (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasuhia Mizutani
  • 学会等名: Pacifichem 2015
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii, USA
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Watching energy flow in proteins (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasuhisa Mizutani
  • 学会等名: The Fifth Asian Spectroscopy Conference
  • 発表場所: Sydney, Australia
  • 年月日: 2015-09-29
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Structural Changes of Microbial Rhodopsins in Their Photocycles as Revealed by Time-resolved Visible and Ultraviolet Resonance Raman Spectroscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasuhisa Mizutani
  • 学会等名: Telluride Science Research Center Workshop on Protein Dynamics
  • 発表場所: Telluride, Colorado, USA
  • 年月日: 2015-08-03
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Time-resolved Raman Mapping of Vibrational Energy Flow in Hemeproteins (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasuhisa Mizutani, Naoki Fujii, Masato Kondoh, Mitsuhiro Miyamoto, Misao Mizuno, and Haruto Ishikawa
  • 学会等名: Seventeenth International Conference on Time-resolved Vibrational Spectroscopy
  • 発表場所: Madison, Wisconsin, USA
  • 年月日: 2015-06-21
  • 国際学会
• [学会発表] Anisotropy of intraprotein vibrational energy transfer monitored by time-resolved anti-Stokes ultraviolet resonance Raman spectroscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: Masato Kondoh, Misao Mizuno and Yasuhisa Mizutani
  • 学会等名: Seventeenth International Conference on Time-resolved Vibrational Spectroscopy
  • 発表場所: Madison, Wisconsin, USA
  • 年月日: 2015-06-21
  • 国際学会
• [学会発表] Structure changes of microbial rhodopsins in their photocycles as revealed by time-resolved visible and ultraviolet resonance Raman spectroscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasuhisa Mizutani
  • 学会等名: 16th International Conference on Retinal Proteins
  • 発表場所: 長浜ロイヤルホテル（滋賀県長浜市）
  • 年月日: 2014-10-06 – 2014-10-10
  • 招待講演
• [学会発表] Time-resolved Observation of Functionally-important Molecular Flexibility of Proteins (2014)
  • 著者名/発表者名: 水谷泰久
  • 学会等名: 日本生物物理学会第52回年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
  • 招待講演
• [学会発表] タンパク質内エネルギー散逸のラマン時空間マッピング (2014)
  • 著者名/発表者名: 水谷泰久
  • 学会等名: 第8回分子科学討論会
  • 発表場所: 広島大学東広島キャンパス（広島県東広島市）
  • 年月日: 2014-09-21 – 2014-09-24
  • 招待講演
• [学会発表] Time-resolved resonance Raman spectroscopy on retinal proteins (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasuhisa Mizutani
  • 学会等名: 16th International Congress on Photobiology
  • 発表場所: Cordoba (Argentina)
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-12
  • 招待講演
• [備考] 大阪大学 大学院理学研究科 化学専攻 生物物理化学研究室 ホームページ
  • URL: http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/lab/mizutani/index-jp.html
• [備考] 大阪大学 大学院理学研究科 化学専攻 生物物理化学研究室
  • URL: http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/lab/mizutani/index-jp.html
• [備考] 大阪大学大学院理学研究科 水谷研究室
  • URL: http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/lab/mizutani/index-jp.html