液体ヘリウム温度での単一分子分光による酵素の構造・機能相関の研究

2011 年度 研究成果報告書

• 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: 19056011
• 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: 東京工業大学
• 研究代表者: 松下 道雄 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (80260032)
• 連携研究者: 藤芳 暁 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (70371705)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2011
• キーワード: 単一分子分光 / タンパク質 / 分光 / 低温 / 構造機能相関

研究概要

物質としての酵素タンパク質の研究は、単離精製された均質な試験管の溶液で行われる。しかし細胞内の酵素タンパク質は一分子ごとに異なった場所・環境下にあってそれぞれの分子が異なった状態にある。このため、酵素機能をタンパク質の分子論に基づいて理解するためにはタンパク質一分子の観測が不可欠である。今回我々は、可視蛍光性タンパク質一分子の分光測定を実現した。

研究成果

• [雑誌論文] Single-component reflecting objective for low-temperature imaging and spectroscopy of single nano objects (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Fujiwara, S. Fujiyoshi, M. Matsushita
  • 雑誌名: Physics Procedia 巻: 13 ページ: 38
• [雑誌論文] Single-protein study of photoresistance of pigment-protein complex in lipid bilayer (2011)
  • 著者名/発表者名: D. Uchiyama, H. Hoshino, K. Otomo, T. Kato, K. Onda, A. Watanabe, H. Oikawa, S. Fujiyoshi, M. Matsushita, M. Nango, N. Watanabe, A. Sumino, T. Dewa
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. 巻: 511 ページ: 135
• [雑誌論文] Reconstitution of bacterial photosynthetic unit in a lipid bilayer studied by single-molecule spectroscopy at 5 K (2011)
  • 著者名/発表者名: D. Uchiyama, H. Oikawa, K. Otomo, M. Nango, T. Dewa, S. Fujiyoshi, M. Matsushita
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 13 ページ: 11615
• [雑誌論文] Structural Change of a Cofactor Binding Site of Flavoprotein Detected by Single-Protein Fluorescence Spectroscopy at 1.5 K (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Fujiyoshi, M. Hirano, M. Matsushita, M. Iseki, M. Watanabe
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 106 ページ: 078101
• [雑誌論文] タンパク質の構造変化と単一分子分光 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小井川浩之、藤芳暁、出羽毅久、南後守、松下道雄
  • 雑誌名: 高分子 巻: 60 (2) ページ: 80-81
• [雑誌論文] Vibrational Microspectroscopy of Single Proteins (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Fujiyoshi, Y. Furuya, M. Iseki, M. Watanabe, M. Matsushita
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Lett. 巻: 1 ページ: 2541-45
• [雑誌論文] Single-component reflecting objective for ultraviolet imaging and spectroscopy at cryogenic temperature (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Fujiwara, S. Fujiyoshi, and M. Matsushita
  • 雑誌名: J. Opt. Soc. Am. B 巻: 26 ページ: 1395-99
• [雑誌論文] Visible fluorescence spectroscopy of single proteins at liquid-helium temperature (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Fujiyoshi, M. Fujiwara, and M. Matsushita
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 100 ページ: 168101
• [雑誌論文] How deep is the potential well confining a protein in a specific conformation? A single-molecule study on temperature dependence of conformational change between 5 and 18 K (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Oikawa, S. Fujiyoshi, T. Dewa, M. Nango, and M. Matsushita
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 130 ページ: 4580-81
• [雑誌論文] 光合成アンテナ複合体の単一分子分光 (2008)
  • 著者名/発表者名: 松下道雄
  • 雑誌名: 生物物理 巻: 48 (1) ページ: 35-40
• [雑誌論文] Single-component reflecting objective for low-temperature spectroscopy in the entire visible region (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Fujiyoshi, M. Fujiwara, C. Kim, M. Matsushita, A. M. van Oijen, and J. Schmidt
  • 雑誌名: App. Phys. Lett. 巻: 91 ページ: 051125
• [学会発表] 温度1.5Kの単一分子分光による可視蛍光タンパク質内のプロトン移動を伴った構造変化の観測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤原正規、平野充遥、渡辺正勝、伊関峰生、藤芳暁、松下道雄
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 日吉
  • 年月日: 20120325-28
• [学会発表] 中赤外光が誘起するタンパク質一分子の色素結合部位の構造変化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大友康平、出羽毅久、松下道雄、藤芳暁
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 日吉
  • 年月日: 20120325-28
• [学会発表] 温度数ケルビンのタンパク質1分子分光装置の機械的安定性の評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 日野原拓也、濱田裕紀、松下道雄、藤芳暁
  • 学会等名: 第5回分子科学討論会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20110920-23
• [学会発表] 数Kにおける単一タンパク質分光を用いた可視蛍光タンパク質内のプロトン移動を伴った構造変化の観測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤原正規、平野充遥、渡辺正勝、伊関峰生、藤芳暁、松下道雄
  • 学会等名: 第5回分子科学討論会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20110920-23
• [学会発表] Single-molecule spectroscopy of bacterial photosynthetic antenna complexes at liquid-helium temperature (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Matsushita
  • 学会等名: The 70th Okazaki International Conference on "Molecular mechanism of photosynthetic energy conversion: the present research and future prospects"
  • 発表場所: Okazaki, Japan
  • 年月日: 20101204-06
• [学会発表] 光合成アンテナ複合体の中赤外吸収スペクトルの一分子観測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大友康平、出羽毅久、南後守、渡辺正勝、松下道雄、藤芳暁
  • 学会等名: 第4回分子科学討論会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20100914-17
• [学会発表] 1.5Kにおける単一色素分子の蛍光スペクトルの時間変化の起源探究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 島内明理、櫻井敦教、平野充遥、藤芳暁、松下道雄
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 20100320-23
• [学会発表] Spectroscopy of single proteins at liquid-helium temperature (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Matsushita
  • 学会等名: Symposium on "Physics and Chemistry of Coherently Controlled Quantum Systems"
  • 発表場所: Inuyama, Japan
  • 年月日: 20100318-20
• [学会発表] 低温下における単一タンパク質分光のための反射対物レンズの開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤原正規、藤芳暁、松下道雄
  • 学会等名: 第3回分子科学討論会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20090921-24
• [学会発表] 光活性化アデニル酸シクラーゼの単一タンパク質分光 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤芳暁、平野充遥、松下道雄、伊関峰夫、渡辺正勝
  • 学会等名: 第3回分子科学討論会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20090921-24
• [学会発表] 低温の単一タンパク質分光の励起過程の検討 (2008)
  • 著者名/発表者名: 藤芳暁、平野充遥、古屋陽、藤原正規、松下道雄、伊関峰夫、渡辺正勝
  • 学会等名: 第2回分子科学討論会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20080924-27
• [学会発表] 顕微分光による光合成アンテナ複合体間のエネルギー移動の研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 古屋内山大輔、藤芳暁、松下道雄、末守良春、出羽毅久、南後守
  • 学会等名: 日本物理学会第63回年次大会
  • 発表場所: 東大阪
  • 年月日: 20080322-26
• [学会発表] 1.5Kで使える反射対物レンズの球面収差及び色収差の改善 (2008)
  • 著者名/発表者名: 藤原正規、藤芳暁、松下道雄
  • 学会等名: 日本物理学会第63回年次大会
  • 発表場所: 東大阪
  • 年月日: 20080322-26
• [学会発表] ニ光子蛍光による低温の単一タンパク質分光 (2008)
  • 著者名/発表者名: 藤芳暁、松下道雄
  • 学会等名: 日本物理学会第63回年次大会
  • 発表場所: 東大阪
  • 年月日: 20080322-26
• [学会発表] Single-molecule spectroscopy of light-harvesting 2 complex at liquid-helium temperature (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Oikawa, S. Fujiyoshi, T. Dewa, M. Nango, and M. Matsushita
  • 学会等名: The 2nd international workshop on "Photosynthetic Antennae and Coherent Phenomena"
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 20071214-16
• [学会発表] Structure of light-harvesting 2 complex from Rps. acidophila in lipid bilayer of DMPC: A single-molecule study at 5 K (2007)
  • 著者名/発表者名: D. Uchiyama, H. Oikawa, S. Fujiyoshi, T. Dewa, M. Nango, and M. Matsushita
  • 学会等名: The 2nd international workshop on "Photosynthetic Antennae and Coherent Phenomena"
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 20071214-16
• [学会発表] Spectroscopy of Single Proteins at Liquid Helium Temperature (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Matsushita and S. Fujiyoshi
  • 学会等名: The 2nd International Workshop on "Materials Science and Nano-Engineering"
  • 発表場所: Awaji Island, Japan
  • 年月日: 20071201-05
• [学会発表] Spectroscopy of Single Proteins at Liquid Helium Temperature (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Matsushita
  • 学会等名: The 67th Okazaki International Conference on "Molecular science and chemical biology of biomolecular function"
  • 発表場所: Okazaki, Japan
  • 年月日: 20071110-12
• [学会発表] 人工脂質膜中における光合成アンテナ複合体の会合体の分光 (2007)
  • 著者名/発表者名: 内山大輔、古屋陽、藤芳暁、松下道雄、出羽毅久、南後守
  • 学会等名: 日本物理学会第62回年次大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20070921-24
• [学会発表] 可視蛍光をプローブとした低温の単一タンパク質分光 (2007)
  • 著者名/発表者名: 藤芳暁、藤原正規、松下道雄
  • 学会等名: 第1回分子科学討論会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20070917-20
• [学会発表] 二波長の励起光を同時に利用できる低温の単一タンパク質分光装置の開発 (2007)
  • 著者名/発表者名: 平野充遥、藤原正規、藤芳暁、松下道雄、伊関峰生、渡辺正勝
  • 学会等名: 第1回分子科学討論会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20070917-20
• [備考]
  • URL: http://www.molphys.phys.titech.ac.jp