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時間分解分光法によるミクロからマクロにおよぶタンパク質の反応ダイナミクスの理解

公募研究

研究領域分子高次系機能解明のための分子科学―先端計測法の開拓による素過程的理解
研究課題/領域番号 22018012
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

井上 圭一  名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 助教 (90467001)

研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
2011年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2010年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワード時間分解分光 / タンパク質 / 反応ダイナミクス / ミクロ / マクロ
研究概要

本年度は平成22年度において実施されたSensory Rhodopsin I (SrSRI)について過渡回折格子法や、過渡吸収法などを用いた時間分解測定を行い、そのダイナミクスや拡散運動についてさらなる知見を得た。そしてこれらの成果をJ. Phys. Chem. B誌に発表した。またさらに新たな対象として海洋性細菌の持つプロテオロドプシン(PR)とその変異体についても研究を行い、アミノ酸変異によるプロトンポンプ活性の変化が分子間のプロトン移動効率の変化によって引き起こされることを明らかにした。これらについては既に学会誌への論文投稿を済ませており、現在印刷中である。
その他の研究成果としてA03班須藤チームとの共同研究により、新たに多波長の励起光を用いた過渡吸収測定を行うことで、Middle Rhodopsin (MR)のフォトサイクルについて研究を行った。MRは複数の発色団の異性体を持つことが知られているが、通常の単一励起波長による測定では各異性体からの信号を分離することが出来ない。しかし本研究では励起波長依存性をもとめることで、異性体間の信号の分離を実現し、それをもとにしたフォトサイクルの解明に成功した。その結果異性体ごとにフォトサイクルの時間スケールがサブミリ秒から数十ミリ秒までの幅広い範囲に分布するという知見を得、これまで報告例がなかった11-cisレチナールを持つ微生物型ロドプシンの反応ダイナミクスの観測を初めて行うことができた。これらの成果についても現在学会誌へ論文として投稿中である。
また階層的な理解を目指すため、現在新規ロドプシンについて時間分解赤外分光を行っており、これらについても成果がまとまりしだい、学会発表や学術誌への論文投稿などを通して発表を行う予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

予定通りの分光実験の結果が得られており、それに基づいた学会発表や学術誌への論文発表を達成したため。

今後の研究の推進方策

本研究課題は本年度をもって終了するが、今後はこれらの成果や本研究課題で確立した測定法を元に、さらなる光受容タンパク質の理解に向けた研究を行っていく予定である。

報告書

(2件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (24件)

  • [雑誌論文] Spectrally silent intermediates during the photochemical reactions of Salinibacter sensory rhodopsin I2011

    • 著者名/発表者名
      K.Inoue, Y.Sudo, M.Homma, H.Kandori
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.B

      巻: 115 号: 15 ページ: 4500-4508

    • DOI

      10.1021/jp2000706

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chimeric microbial rhodopsins containing the third cytoplasmic loop of bovine rhodopsin2011

    • 著者名/発表者名
      A.Nakatsuma, T.Yamashita, K.Sasaki, A.Kawanabe, K.Inoue, Y.Furutani, Y.Shichida, H.Kandori
    • 雑誌名

      Biophys.J

      巻: 100 号: 8 ページ: 1874-1882

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2011.02.054

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spectrally Silent Intermediates during the Photochemical Reactions of Salinibacter Sensory Rhodopsin I2011

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Inoue, Yuki Sudo, Michio Homma, Hideki Kandori
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 115 ページ: 4500-4508

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ロドプシンの謎に分子科学は迫れるか?2012

    • 著者名/発表者名
      井上圭一
    • 学会等名
      分子研研究会・次世代分子科学に向けた複合研究討論会
    • 発表場所
      岡崎(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 物理化学者十年選手の考える光分子生物学2011

    • 著者名/発表者名
      井上圭一
    • 学会等名
      生物物理化学研究会シンポジウム「光といのち」
    • 発表場所
      名古屋(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 時間分解分光法によるミクロからマクロにおよぶタンパク質の反応ダイナミクスの理解2011

    • 著者名/発表者名
      井上圭一
    • 学会等名
      特定領域研究「高次系分子科学」第6回合同班会議
    • 発表場所
      沖縄
    • 年月日
      2011-12-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Chimeric proton pumping rhodopsin containing the cytoplasmic loop of bovine rhodopsin2011

    • 著者名/発表者名
      K.Sasaki, T.Yamashita, K.Inoue, Y.Shichida, H.Kandori
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Emergence of Highly Elaborated π-Space and its Function
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2011-11-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 過渡回折格子法でみえる微生物型ロドプシンの新たな光反応2011

    • 著者名/発表者名
      井上圭一
    • 学会等名
      溶液化学シンポジウム・プレシンポジウム
    • 発表場所
      名古屋(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-14
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Transient Grating Study on the Microbial Rhodopsins2011

    • 著者名/発表者名
      K.Inoue
    • 学会等名
      BIT's 1st Annual World Congress of Nanoscience and Nanotechnology
    • 発表場所
      Dalian, China(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 全反射赤外分光法によるセンサリーロドプシンIのイオン結合部位の構造研究2011

    • 著者名/発表者名
      井上圭一、L.Reissig、須藤雄気、本間道夫、神取秀樹
    • 学会等名
      第5回分子科学討論会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2011-09-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] グロイオバクターロドプシン(GR)の光反応時間分解分光研究2011

    • 著者名/発表者名
      永田久美子、井上圭一、Kwang-Hwan Jung、神取秀樹
    • 学会等名
      第5回分子科学討論会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2011-09-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Functional conversion of green-proteorhodopsin by site-directed mutagenesis2011

    • 著者名/発表者名
      R.Abe-Yoshizumi, K.Inoue, T.Iwata, H.Kandori
    • 学会等名
      The 49th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
    • 発表場所
      Himeji, Japan
    • 年月日
      2011-09-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Chimeric proton pumping rhodopsin containing the cytoplasmic loop of bovine rhodopsin2011

    • 著者名/発表者名
      K.Sasaki, T.Yamashita, K.Inoue, Y.Shichida, H.Kandori
    • 学会等名
      The 49th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
    • 発表場所
      Himeji, Japan
    • 年月日
      2011-09-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Transient grating study of microbial rhodopsins and a new TG technique2011

    • 著者名/発表者名
      K.Inoue
    • 学会等名
      The 49th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
    • 発表場所
      Himeji, Japan(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 膜タンパク質の隠されたダイナミクスを見る-過渡回折格子法と光受容タンパク質2011

    • 著者名/発表者名
      井上圭一
    • 学会等名
      生理研研究会「作動中の膜機能分子の姿を捉える-静止画から動画へ-」
    • 発表場所
      岡崎
    • 年月日
      2011-09-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 光情報伝達タンパク質の反応機構の解明に向けた新規分光法の開発と応用2011

    • 著者名/発表者名
      井上圭一
    • 学会等名
      名古屋工業大学-基礎生物学研究所合同講演会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2011-08-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ロドプシンとプロトンポンプ型ロドプシンのキメラを用いたGタンパク質活性化機構の解明2011

    • 著者名/発表者名
      佐々木賢吾、山下高廣、井上圭一、七田芳則、神取秀樹
    • 学会等名
      第51回生物物理若手の会夏の学校
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2011-08-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 新規時間分解分光計測による生体π空間のダイナミクス研究-過渡回折格子法による光受容タンパク質の時間分解エンタルピー測定2011

    • 著者名/発表者名
      井上圭一、神取秀樹
    • 学会等名
      新学術領域研究「高次π空間」第6回公開シンポジウム
    • 発表場所
      岡崎
    • 年月日
      2011-07-14
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ロドプシンと微生物型ロドプシンのキメラタンパク質を用いたGタンパク質活性化機構の解明2011

    • 著者名/発表者名
      佐々木賢吾、山下高廣、中妻亜弥、川鍋陽、井上圭一、古谷祐詞、七田芳則、神取秀樹
    • 学会等名
      新学術領域研究「高次π空間」第6回公開シンポジウム
    • 発表場所
      岡崎
    • 年月日
      2011-07-14
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Study on reaction dynamics of proteins that reaches from micro to macro by time-resolved spectroscopy2011

    • 著者名/発表者名
      K.Inoue
    • 学会等名
      KAKENHI International Symposium on "Molecular Science for Supra Functional Systems"
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 年月日
      2011-07-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Study on the photo-reaction cycle of Salinibacter ruber Sensory rhodopsin I2010

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Inoue, Yuki Sudo, Michio Homma Hideki Kandori
    • 学会等名
      PACHIFICHEM 2010
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2010-12-18
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 時間分解分光法によるミクロからマクロにおよぶ タンパク質の反応ダイナミクスの理解2010

    • 著者名/発表者名
      井上圭一
    • 学会等名
      特定領域研究「高次系分子科学」 第4回公開シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学・片平さくらホール,仙台
    • 年月日
      2010-11-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Dynamic conformational change of sensory rhodopsin II and transducer studied by transient grating method2010

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Inoue
    • 学会等名
      International Conference on Recent Frontiers in Applied Spectroscopy(ICORFAS-2010)
    • 発表場所
      Annamalai University, Tamil Nadu, India
    • 年月日
      2010-09-23
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Study on the photo reaction dynamics of bacteriorhodopsin by transient grating method2010

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Inoue, Masahide Terazima, Hideki Kandori
    • 学会等名
      The 48th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
    • 発表場所
      東北大学・川内キャンパス,仙台
    • 年月日
      2010-09-20
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ロドプシン/古細菌型ロドプシンキメラタンパク質を用いたGタンパク質活性化機構の解明2010

    • 著者名/発表者名
      井上圭一, 佐々木賢吾, 中妻亜弥, 山下高廣, 七田義則, 神取秀樹
    • 学会等名
      第4回分子科学討論会
    • 発表場所
      大阪大学・豊中キャンパス,吹田
    • 年月日
      2010-09-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Spectrally silent process and conformational change on activated state of Salinibacter sensory rhodopsin I2010

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Inoue, Yuki Sudo, Michio Homma, Hideki Kandori
    • 学会等名
      The 14th International Conference on Retinal Proteins
    • 発表場所
      University of California, Santa Cruz, USA
    • 年月日
      2010-08-06
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 時間分解分光法によるミクロからマクロにおよぶタンパク質の反応ダイナミクスの理解2010

    • 著者名/発表者名
      井上圭一
    • 学会等名
      特定領域研究「高次系分子科学」第5回班会議
    • 発表場所
      南淡路ロイヤルホテル,淡路
    • 年月日
      2010-05-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2018-03-28  

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