• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

光照射固体NMRによる光受容体膜タンパク質の活性中間体の構造機能相関の解明

公募研究

研究領域過渡的複合体が関わる生命現象の統合的理解-生理的準安定状態を捉える新技術-
研究課題/領域番号 24121709
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
研究機関横浜国立大学

研究代表者

内藤 晶  横浜国立大学, 工学研究院, 教授 (80172245)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
2013年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2012年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
キーワード光受容膜タンパク質 / 光走性 / 光中間体 / 高度好塩好アルカリ性菌 / 光照射固体NMR / 光反応サイクル / 信号伝達機能 / トランスデューサー / 走光性 / 固体NMR / 光照射 / 中間体 / 光サイクル
研究概要

1)(In-situ光照射固体NMRシステムの構築) これまでに開発してきた光照射固体NMR装置の光照射効率を格段に上げることを試みた。同時にLED光源から複数の波長での光照射を可能にした。
2)(ppR-pHtrII複合体における光中間体の捕捉と光反応サイクルの解明) 負の光走性を示すppR-pHtrII複合体は光信号を伝達するM-中間体の寿命が1.7秒と他の中間体に比べて格段に長いことから、in-situ光照射固体NMRにおいて、520 nmの光を照射することで、標識した[13C-20]retinalのNMR信号を観測し、M-中間体の捕捉を確認することが出来た。その結果、M-中間体には少なくとも3種類の区別できる中間体が共存していることが明らかになった。次にM-中間体が捕捉された状態で365 nmの青色光を照射した。この結果、3種類の中間体の内1つは紫外線光活性のないことが分かったのでこの中間体がM-中間体ではなくN-中間体であることが判明した。
3)(SRIにおける光中間体の捕捉と光反応サイクルの解明) SrSRI(Salinibacter ruber sensaryrhodopsin I)は真正細菌由来のロドプシンであり、正と負の両方の光走性機能をもつ光受容膜タンパク質である。光を照射することにより、K,L,M-中間体を経て元に戻る光反応回路に加えて、2光子吸収により、M-からP-中間体を経て元に戻る光反応過程が存在する。SrSRIは大腸菌発現系で発現し、PG膜に再構成して測定試料とした。光照射固体NMRの測定はLEDから発生した2波長の光(365 nm, 520 nm)を照射した条件で固体CP-MAS-NMRスペクトルを観測した。この結果、520 nmの光照射でM-中間体が、365 nmの光照射でP-中間体が捕捉され、波長に依存して中間体が入れ替わる現象を観測した

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (19件) (うち招待講演 8件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Color discriminating retinal configurations of sensory rhodopsin I by photo-irradiation solid state NMR spectroscopy.2014

    • 著者名/発表者名
      Yornoda, H., Makino, Y., Tomonaga, Y., Hidaka, T., Kawamura, I., Okitsu, T., Wada, A., Sudo, Y., Naito, A.
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: (印刷中) 号: 27 ページ: 7080-7084

    • DOI

      10.1002/ange.201309258

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Grafting of paired 3-aminopropyltrialkoxy silans onto mesoporous silica and adsorptions of isomers of benzenedialdehydes2013

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Yoshitake, Teruaki Koizumi, Izuru Kawamura, Akira Naito
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 15 号: 11 ページ: 3946-3954

    • DOI

      10.1039/c3cp44592e

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Role of aromatic residues in amyloid fibril formation of human calcitonin by solid-state13C NMR and molecular dynamics simulation2013

    • 著者名/発表者名
      Hikari Itoh-Watanabe, Miya Kamihira-Ishijima, Namsrai Javkhlantugs, Ryozo Inoue, Yuki Itoh, Hiroshi Endo, Satoru Tuzi, Hazime Saito, Kazuyoshi Ueda, Akira Naito
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 15 号: 23 ページ: 8890-8901

    • DOI

      10.1039/c3cp44544e

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Drastic sensitivity enhancement in 29Si MAS NMR of zeolites and mesoporous silica materials by paramagnetic doping of Cu2+2013

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Inagaki, Izuru Kawamura, Yukichi Sasaki, Kaname Yoshida, Yoshihiko Kubota, Akira Naito
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 15 ページ: 13523-13531

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of the spherical intermediates and fibril formation of hCT in HEPES solution using solid-state 13C-NMR and transmission electron microscopy2013

    • 著者名/発表者名
      Hikari Itoh-Watanabe, Miya Kamihira-Ishijima, Izuru Kawamura, Masashi Kondoh, Masamichi Nakakoshi, Michio Sato, Akira Naito
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 15 号: 39 ページ: 16956-16964

    • DOI

      10.1039/c3cp52810c

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Role of aromatic residues in amyloid bibril formation of human calcitonin by solid state 13C NMR and molecular dynamics simulation.2013

    • 著者名/発表者名
      H. Itoh-Watanabe
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: -

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] NMR characterization of monomer and oligomeric conformations of human calcitonin and its interaction with EGCG.2012

    • 著者名/発表者名
      R. Hung
    • 雑誌名

      J. Mol. Biol.

      巻: 416 号: 1 ページ: 108-120

    • DOI

      10.1016/j.jmb.2011.12.023

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solid-state NMR spectroscopy reveals anomer specific transport of galactose in the milk yeast Kluyveromyces lactis2012

    • 著者名/発表者名
      Toshio Fukasawa, Akio Abe, Atsusi Nakamura, Miyako Horigome, Akira Naito
    • 雑誌名

      FEMS Yeast Res

      巻: 12 号: 4 ページ: 415-422

    • DOI

      10.1111/j.1567-1364.2012.00788.x

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure and orientation of bovine lactoferrampin in the mimetic bacterial membrane as revealed by solid-state NMR and molecular dynamics simulation2012

    • 著者名/発表者名
      A. Tsutsumi
    • 雑誌名

      Biophys. J.

      巻: 103 ページ: 1735-1743

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Change in Local Dynamics of Bacteriorhodopsin with Retinal Isomerization under Pressure as Studied by Fast Magic Angle Spinning NMR2012

    • 著者名/発表者名
      I. Kawamura*, S. Yamaguchi, H. Nishikawa, K. Tajima, M. Horigome, S. Tuzi, H. Saito, A. Naito
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 44 号: 8 ページ: 863-867

    • DOI

      10.1038/pj.2012.116

    • NAID

      10030931693

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inhibitory mechanism of pancreatic fibril formation: Formation of the complex between tea catechins and the fragment of residues 22-27.2012

    • 著者名/発表者名
      M. Kamihira-Ishijima
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 51 号: 51 ページ: 10167-10174

    • DOI

      10.1021/bi3012274

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of Amorphized Zeolite A by Combining High-Energy X-ray Diffraction and High-Resolution Transmission Electron Microscopy2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤可久(Kaku Sato)
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C

      巻: 116 号: 48 ページ: 25293-25299

    • DOI

      10.1021/jp305359q

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] マイクロ波加熱分光法―マイクロ波照射下での分子のNMR測定2013

    • 著者名/発表者名
      内藤 晶
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学
    • 年月日
      2013-03-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光照射固体NMRによる光受容膜タンパク質SrSRIの光反応過程と光中間体の構造解析2013

    • 著者名/発表者名
      内藤 晶
    • 学会等名
      生物物理学会関東支部研究会
    • 発表場所
      東京農工大
    • 年月日
      2013-03-04
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Photo-induced structural changes of photoreceptor membrane proteins as revealed by in-situ photo-irradiated solid-state NMR2013

    • 著者名/発表者名
      Akira Naito
    • 学会等名
      245th ACS National Meeting
    • 発表場所
      New Orieans, LA, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Detection of light induced intermediates of photoreceptor membrane proteins by in-situ photo-irradiated solid-state NMR2013

    • 著者名/発表者名
      A. Naito, Y. Tomonaga, T. Hidaka, H. Yomoda, T. Makino, I. Kawamura, Y. Sudo, A. wada, T. Okitsu, N. Kamo
    • 学会等名
      18th ISMAR Meeting
    • 発表場所
      Rio De Janeiro, Brazil
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] In-situ光照射固体NMRによる光受容膜タンパク質SrSRIの波長依存光中間体形成機構の解析2013

    • 著者名/発表者名
      内藤 晶、四方田洋紀、槙野義輝、友永雄也、日高徹郎、川村 出、沖津貴志、和田昭盛、須藤雄気
    • 学会等名
      第40回 生体分子科学討論会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 光照射固体NMRによるバクテリオロドプシンD96N変異体の光中間体の捕捉とタンパク質構造変化の解析2013

    • 著者名/発表者名
      内藤 晶、宮佐亮太、川村 出、辻 暁
    • 学会等名
      第13回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      とりぎん文化会館、鳥取
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Detection of photoactivated intermediates of photoreceptor membrane proteins by in-situ photo-irradiation solid-state NMR2013

    • 著者名/発表者名
      A. Naito, Y. Tomonaga, T. Hidaka, H. Yomoda, T. Makino, I. Kawamura, Y. Sudo, A. Wada, T. Okitsu, N. Kamo, A. Ramamoorthy
    • 学会等名
      Atomic View of Biomolecular Function
    • 発表場所
      U of Michigan, MI, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] In-situ光照射固体NMRによるバクテリオロドプシンD96N変異体の光中間体の捕捉とタンパク質構造変化の解析2013

    • 著者名/発表者名
      内藤 晶、宮佐亮太、重田安里寿、川村 出、辻 暁
    • 学会等名
      第86回 日本生化学会大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 固体NMRとTEMによるヒトカルシトニンとグルカゴンにおけるアミロイド線維形成と阻害機構の解明2013

    • 著者名/発表者名
      内藤 晶
    • 学会等名
      日本生物物理学会第51回年会
    • 発表場所
      国立京都国際会館、京都
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Microwave Heating NMR Spectroscopy. Application to Liquid Crystalline Systems2013

    • 著者名/発表者名
      A. Naito, Y. Tasei, T. Fujito, I. Kawamura
    • 学会等名
      第52回NMR討論会
    • 発表場所
      石川県立音楽堂、金沢
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 光照射固体NMRによる光受容膜タンパク質の活性中間体の捕捉と構造変化の解明2013

    • 著者名/発表者名
      内藤 晶
    • 学会等名
      分子研研究会「ロドプシン研究の故きを温ねて新しきを知る」
    • 発表場所
      分子研、岡崎
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Amyloid Fibril Formation and Inhibition Mechanisms of Human Calcitonin as Revealed by 13C Solid State NMR and Transmission Electron Microscopy2013

    • 著者名/発表者名
      Akira Naito
    • 学会等名
      Indo-Japan Bilateral Symposium on Nanotechnology based innovation for Environmental, Energy & Biomedical Application
    • 発表場所
      Bangalor, India
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] In-situ光照射固体NMRによる光受容膜タンパク質の光反応サイクルと光励起構造変化の解析2012

    • 著者名/発表者名
      内藤 晶
    • 学会等名
      第51回NMR討論会
    • 発表場所
      ウインクあいち
    • 年月日
      2012-11-08
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Pressure and heat induced structural change of bacteriorhodopsin as studied by fast magic angle spinning soli state NMR2012

    • 著者名/発表者名
      A. Naito
    • 学会等名
      7th IPBB
    • 発表場所
      Otsu, Japan
    • 年月日
      2012-10-29
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Light induced structural changes of photoreceptor membrane ptroteins as revealed by in-situ photo-irradiated solid-state NMR2012

    • 著者名/発表者名
      A. Naito
    • 学会等名
      15th ICRP
    • 発表場所
      AScona, Switzerland
    • 年月日
      2012-09-30
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] In-situ 光照射固体NMRによる光受容膜タンパク質の光活性状態の解明2012

    • 著者名/発表者名
      A. Naito
    • 学会等名
      日本生物物理学会第49回年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2012-09-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Light induced intermediate of photoreceptor membrane proteins as revealed by in situ photo-irradiated solid-state NMR spectroscopy2012

    • 著者名/発表者名
      A. Naito
    • 学会等名
      25th ICMRBS
    • 発表場所
      Lyon, France
    • 年月日
      2012-08-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 熱および圧力に応答するバクテリオロドプシンの構造変化の解析2012

    • 著者名/発表者名
      内藤 晶
    • 学会等名
      第12回蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2012-06-20
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 光照射固体NMRによる光受容膜タンパク質の光中間体の捕捉と光励起構造変化の解析2012

    • 著者名/発表者名
      内藤 晶
    • 学会等名
      第39回生体分子科学討論会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2012-06-08
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] Advances in Biological Solid-State NMR. Proteins and Membrane-Active Peptides.2014

    • 著者名/発表者名
      A. Naito, I. Kawamura
    • 総ページ数
      608
    • 出版者
      Royal Society of Chemistry
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 内藤研究室紹介

    • URL

      http://www.chem.ynu.ac.jp/lab/naitolab/

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi