| 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 |
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| 研究課題/領域番号 |
19056013
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
水谷 泰久 大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60270469)
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| 研究分担者 |
石川 春人 大阪大学, 大学院・理学研究科, 講師 (40551338)
水野 操 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教 (10464257)
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| キーワード | 共鳴ラマン分光法 / 時間分解分光法 / アロステリックタンパク質 |
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| 研究概要 |
光センサータンパク質では、タンパク質中に含まれる発色団に光化学反応が起きることによって局所的な構造変化が誘起される。これがタンパク質の大域的な構造変化を起こし、活性制御がなされる。この機構を明らかにするために、光センサータンパク質について、光化学反応に伴う構造ダイナミクスを調べた。イエロープロテインでは、発色団とそれに隣接するチロシン残基間の水素結合の強度が、光反応に伴って変化することを明らかにした。また、発色団を含む水素結合ネットワークの連動性を観測することにも成功した。古細菌由来のセンサリーロドプシンでは、発色団の光異性化に伴って、トリプトファンおよびチロシン残基に構造変化が起きることを見出した。なかでも、センサー機構に重要であると考えられているTyr174残基の水素結合強度に変化が起きることを、変異体試料の結果と比較することによって同定した。これは情報伝達の過程を実時間観測したものと考えられ意義深い。また、真正細菌由来のセンサリーロドプシンでは、発色団の光反応の違い(13シス形→オールトランス形とオールトランス形→13シス形)によって、タンパク質の応答がどのように異なるかを明らかにした。イエロープロテイン、古細菌由来のセンサリーロドプシンの成果については、現在論文を投稿中である。
光駆動イオンポンプについては、これまでのバクテリオロドプシンの研究成果を踏まえ、塩化物イオンポンプであるハロロドプシンに関する研究を行った。発色団の光異性化に伴う、タンパク質の応答として、他のレチナールタンパク質と同様のスペクトル変化が観測された。今後、レチナールタンパク質にみられる構造ダイナミクスの共通性とその意義について調べていく予定である。
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