非選択励起多周波混合パルスＥＰＲ法によるタンパク質の構造解明

• 研究課題/領域番号: 26620003
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 三野 広幸 名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (70300902)
• 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: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2014年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: EPR / PELDOR / 多周波共鳴 / 光化学系Ⅱ / ELDOR

研究成果の概要

パルスEPR法は強力なマイクロ波をパルス化して試料に照射することにより電子スピンの時間応答を観測する手法である。しかし、一般にEPR線幅は非常に広くパルス法によるスピン束の共鳴は限られており効率を下げている。　そこでパルスの中に異なる周波数をもったマイクロ波を複数印加することによって広範囲の周波数範囲のスピンを共鳴させることを行った。多周波のマイクロ波を混合して測定することによりパルスEPR信号の３-5倍の強度増加に成功した。この手法をタンパク質のラジカル、金属中心に適用して高感度の測定が可能になった。

研究成果

• [雑誌論文] Hyperfine Sublevel Correlation Spectroscopy Studies of Iron-Sulfur Cluster in Rieske Protein from Green Sulfur Bacterium Chlorobaculum tepidum (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Nagashima, Hiraku Kishimoto, Risa Mutton, Naotaka Terashima, Hirozo Oh-Oka, Genji Kurisu, Hiroyuki Mino
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry B 巻: 121 号: 12 ページ: 2543-2553
  • DOI: 10.1021/acs.jpcb.6b12968
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Regulated Electron Tunneling of Photoinduced Primary Charge-Separated State in the Photosystem II Reaction Center (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Hasegawa, H. Nagashima, R. Minobe, T. Tachikawa, *H. Mino and *Y. Kobori
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Lett. 巻: 8 号: 6 ページ: 11791184-11791184
  • DOI: 10.1021/acs.jpclett.7b00044
  • NAID: 120006305568
  • 査読あり
• [雑誌論文] Location of Methanol on the S2 State Mn Cluster in Photosystem II Studied by Proton Matrix Electron Nuclear Double Resonance (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Nagashima, Hiroyuki Mino
  • 雑誌名: The journal of physical chemistry letters 巻: 8 号: 3 ページ: 621-625
  • DOI: 10.1021/acs.jpclett.7b00110
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ESR分光法による光化学系IIの酸素発生系Mnクラスターの構造解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: Mizue Asada, Hiroki Nagashima, Hiroyuki Mino
  • 雑誌名: 生物物理 巻: 57 号: 1 ページ: 011-014
  • DOI: 10.2142/biophys.57.011
  • NAID: 130005296470
  • ISSN: 0582-4052, 1347-4219
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proton matrix ENDOR studies on Ca2+-depleted and Sr2+-substituted Mn cluster in photosystem II (2015)
  • 著者名/発表者名: Nagashima,H., Nakajima, Y., Shen, J-R. and Mino, H.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 290 号: 47 ページ: 28166-28174
  • DOI: 10.1074/jbc.m115.675496
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Location of the High-Affinity Mn2+ Site in Photosystem II Detected by PELDOR (2015)
  • 著者名/発表者名: Asada, M and Mino, H.
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B. 巻: 119 ページ: 10139-10144
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Radical formation and proton pathway in Photozipper protein (2017)
  • 著者名/発表者名: 三野 広幸, 小関 康平,長嶋 宏樹,久冨 修
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] 機能性タンパク質Photozipperの反応機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 三野 広幸, 小関 康平,長嶋 宏樹,久冨 修
  • 学会等名: 分子研研究会
  • 発表場所: 分子科学研究所
  • 年月日: 2016-12-07
• [学会発表] 機能性タンパク質Photozipperの反応過程の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小関 康平,長嶋 宏樹,久冨 修, 三野 広幸
  • 学会等名: 電子スピンサイエンス学会年会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2016-11-10
• [学会発表] Chlorobaculum tepidum還元型 [2Fe-2S] Rieske clusterの磁気構造解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 寺島尚貴、長嶋宏樹、岸本拓、武藤梨沙、大岡宏造、栗栖源嗣、三野広幸
  • 学会等名: 電子スピンサイエンス学会年会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2016-11-10
• [学会発表] 時間分解EPRによるヘリオバクテリア反応中心での初期ラジカル対生成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 佃野弘幸,武藤梨沙,栗栖源嗣、大岡宏造, 三野 広幸
  • 学会等名: 電子スピンサイエンス学会年会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2016-11-10
• [学会発表] Local structure of photosystem II revealed by pulsed ELDOR,Molecular Photoscience Research Center (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Mino
  • 学会等名: MR-THz2016),
  • 発表場所: Kobe-university
  • 年月日: 2016-11-08
• [学会発表] Ca2+除去したマンガンクラスターの高酸化状態スピン構造 (2015)
  • 著者名/発表者名: 酒井貴弘、長嶋宏樹、松下仁美、三野広幸
  • 学会等名: 第54回電子スピンサイエンス学会年会
  • 発表場所: 新潟コンベンションセンター
  • 年月日: 2015-11-02
• [学会発表] 光化学系II表在性サブユニットPsbP結合位置の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 浅田瑞枝、西村大志、佐藤文彦、伊福健太郎、三野広幸
  • 学会等名: 電子スピンサイエンス学会年会
  • 発表場所: 新潟コンベンションセンター
  • 年月日: 2015-11-02
• [学会発表] プロトンENDORによるアンモニア分子のMnクラスターへの結合サイトの同定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 長嶋宏樹, 三野広幸
  • 学会等名: 第54回電子スピンサイエンス学会年会,
  • 発表場所: 新潟コンベンションセンター
  • 年月日: 2015-11-02
• [学会発表] ENDOR studies on biochemical modification on calcium site of the Mn cluster in photosystem II (2015)
  • 著者名/発表者名: 長嶋宏樹, 中島芳樹, 沈建仁, 三野広幸
  • 学会等名: 第53回生物物理学会年会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] PELDOR study on the high-affinity Mn(II) site of photoactivation of photosystem II (2015)
  • 著者名/発表者名: 浅田瑞枝、三野広幸
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] パルスELDOR法を用いた光化学系II Mnクラスターの光活性化におけるMn2+親和サイトの位置決定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 浅田瑞枝,三野広幸
  • 学会等名: 第19回ESRフォーラム
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2015-07-24
• [学会発表] ENDOR Studies on the Hydrogen-Bonding Network Surrounding Mn Cluster" (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Nagashima, and Hiroyuki Mino
  • 学会等名: 理研シンポジウム: 生体金属科学
  • 発表場所: 理化学研究所（和光）
  • 年月日: 2015-06-16
  • 国際学会
• [学会発表] Local structure and function of oxygen-evolving complex in photosystem II investigated by Electron Spin Resonance (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Mino, Wataru Koinuma, Hiroki Nagashima, Takahiro Sakai, Mizue Asada
  • 学会等名: The 3nd Awaji International workshop on Electron Spin Science and Technology
  • 発表場所: Awaji Yumebutai. Hyogo
  • 年月日: 2015-06-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Position of the Mn(II) binding site at the initial step of photoactivation of photosystem II studied by PELDOR (2015)
  • 著者名/発表者名: Mizue Asada, Hiroyuki Mino
  • 学会等名: The 3nd Awaji International workshop on Electron Spin Science and Technology
  • 発表場所: Awaji Yumebutai. Hyogo
  • 年月日: 2015-06-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] 光合成のエネルギー変換と物質変換 (2015)
  • 著者名/発表者名: 三野 広幸
  • 総ページ数: 2
  • 出版者: 化学同人