| 研究領域 | 高速分子動画法によるタンパク質非平衡状態構造解析と分子制御への応用 |
|---|
| 研究課題/領域番号 |
22H04742
|
|---|
| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 審査区分 |
複合領域
|
|---|
| 研究機関 | 東京大学 |
|---|
研究代表者 |
福田 昌弘 東京大学, 大学院総合文化研究科, 特任助教 (80827155)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2023年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
|
|---|
| キーワード | 構造生物学 / 膜タンパク質 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
自然界には多様な光感受性タンパク質が光エネルギーを様々な仕事に変換している。本研究は、光感受性膜タンパク質の光エネルギー変換機構を、光反応中間体の時分割解析により解明する研究である。フェムト秒からマイクロ秒オーダーという超高速の微細な構造変化を捉えることを得意とするXFEL技術と、ミリ秒オーダー以上の反応中間体を解明する独自の『光励起瞬間凍結装置を用いたCryo-EM法』を組み合わせる相乗効果により、分子動画法を一層発展させることが期待される。
|
| 研究実績の概要 |
自然界には多様な光感受性タンパク質が光エネルギーを様々な仕事に変換している。本研究は、光感受性膜タンパク質の光エネルギー変換機構を、光反応中間体の時分割解析により解明する研究である。フェムト秒からマイクロ秒オーダーという超高速の微細な構造変化を捉えることを得意とするXFEL技術と、ミリ秒オーダー以上の反応中間体を解明するCryo-EM法を組み合わせる相乗効果により、分子動画法を一層発展させる。 本研究では、現在までに、光感受性タンパク質の高速分子動画の解明に向けて、発現精製条件の検討から高品質な試料の調製に成功し、さらに装置の改良・開発に成功している。今後はこれらの結果を踏まえて、光感受性膜タンパク質の光反応中間体の時分割解析から、その光エネルギー変換機構を詳細に明らかとすることを目指す。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
自然界には多様な光感受性タンパク質が光エネルギーを様々な仕事に変換している。本研究は、光感受性膜タンパク質の光エネルギー変換機構を、光反応中間体の時分割解析により解明する研究である。本研究では、現在までに、各種光感受性タンパク質の高速分子動画の解明に向けて、発現精製条件の検討から高品質な試料の調製に成功している。特に、構造解析で鍵となると考えられる光反応効率を大きく向上させるような条件を見出すことに成功している。さらに、独自開発の装置の3段階に及ぶ改良にも成功しており、本研究は当初の計画以上に進展していると言える。
|
| 今後の研究の推進方策 |
これまでに調製に成功している高純度かつ均一性の高い試料と独自の装置を用いて、各種光感受性タンパク質の高速分子動画の解明を目指す。具体的には、クライオ電子顕微鏡を用いた単粒子解析から構造多型をクラス分けして多種類のコンフォーメーションを分けて構造決定する。さらに得られた構造情報をもとにした電気生理解析や分光解析、分子動力学シミュレーションを組み合わせることで、各種光感受性タンパク質の分子機構を文字通り動的に理解することを目指す。
|
