高感度ラマン光学活性装置の開発とそれによるアミロイド線維天然化過程の構造解析

• 研究課題/領域番号: 26708017
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 分析化学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 山本 茂樹 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (60552784)
• 研究協力者: 尾崎 幸洋 ; Bouř Petr ; 塚原 聡
• 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: 25,610千円 (直接経費: 19,700千円、間接経費: 5,910千円); 2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2014年度: 21,190千円 (直接経費: 16,300千円、間接経費: 4,890千円)
• キーワード: アミロイド / 二次構造 / 振動光学活性 / 分子断片化法 / インスリン / ラマン光学活性 / アミロイド線維 / βシート構造 / キラリティ / キラル振動分光 / 分子動力学 / 量子力学 / 分光分析 / 分析化学 / スペクトル分析

研究成果の概要

ラマン光学活性（Raman Optical Activity; ROA）は分子立体配座に鋭敏な分光法であり，新たな溶液中タンパク質の立体配座分析法となりうる。しかし，検出感度が低く，解析法が確立していないという課題がある。我々はアミロイド線維を形成したインスリンをモデルとし，その高次構造解析法の開発を行った。分子動力学および量子力学計算の結果を実験結果と比較することで，線維中にて安定なインスリン構造をβロール構造と決定した。多レンズ型の周囲検出法を用いたROA装置を開発し，ラマン散乱光の検出感度を既存装置の10倍に高めることに成功した。

研究成果

• [国際共同研究] IOCB(チェコ)
• [国際共同研究] IOCB(チェコ)
• [雑誌論文] Low-Frequency Vibrational Modes of Poly(glycolic acid) and Thermal Expansion of Crystal Lattice Assigned On the Basis of DFT-Spectral Simulation Aided with a Fragment Method (2017)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Yamamoto, Mai Miyada, Harumi Sato, Hiromichi Hoshina, and Yukihiro Ozaki
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 巻: 121 号: 5 ページ: 1128-1138
  • DOI: 10.1021/acs.jpcb.6b11304
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The C-H・・・O (Ether) Hydrogen Bonding along the (110) Direction in Polyglycolic Acid Studied by Infrared Spectroscopy, Wide-angle X-rayDiffraction, Quantum Chemical Calculations and Natural Bond Orbital Calculations (2016)
  • 著者名/発表者名: Harumi Sato,Mai Miyada Shigeki Yamamoto, Kummetha Raghunatha Reddy, Yukihiro Ozaki
  • 雑誌名: Royal Society of Chemistry 巻: 6 号: 20 ページ: 16817-16823
  • DOI: 10.1039/c5ra19900j
  • 査読あり
• [雑誌論文] New γ-Lactone Carboxylic Acids from the Lichen Parmotrema praesorediosum (Nyl.) Hale, Parmeliaceae (2016)
  • 著者名/発表者名: B. L. C. Huynh, T. H. Duong, T. M. L. Do, T. G. Pinnock, L. M. Pratt, S. Yamamoto, H. Watarai, T. Tanahashi, K. P. P. Nguyen
  • 雑誌名: Rec. Nat. Prod. 巻: 10:3 ページ: 332-340
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] ラマン光学活性と量子力学/分子動力学計算によるインスリンアミロイド線維の高次構造解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山本 茂樹
  • 学会等名: 日本分析化学会年会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] 量子力学計算によるポリグリコール酸の低波数振動の帰属 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山本茂樹，宮田真衣，佐藤春実，保科宏道，尾崎幸洋
  • 学会等名: 日本分光学会年次講演会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2016-05-24
• [学会発表] Theoretical Modeling of Raman Optical Activity Signatures of Solvated α-Helices (2015)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Yamamoto, Tatsuya Furukawa, Petr Bouř, and Yukihiro Ozaki
  • 学会等名: 15th International Conference on Chiroptical Spectroscopy
  • 発表場所: 札幌，北海道大学
  • 年月日: 2015-08-30
  • 国際学会
• [学会発表] Peptide Conformations and Solvent Environments Obtained from Raman Optical Activity (2015)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Yamamoto
  • 学会等名: 8th International Conference on Advanced Vibrational Spectroscopy (ICAVS8)
  • 発表場所: オーストリア，ウィーン
  • 年月日: 2015-07-12
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 大阪大学大学院理学研究科化学専攻 分析化学研究室
  • URL: http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/lab/watarai/
• [備考] 大阪大学大学院理学研究科化学専攻分析化学研究室ホームページ
  • URL: http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/lab/watarai/