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2023 年度 実績報告書

動的構造解析に資する固定ターゲット微小結晶解析法の開発

計画研究

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 19H05783
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

山本 雅貴  国立研究開発法人理化学研究所, 放射光科学研究センター, 部門長 (60241254)

研究分担者 熊坂 崇  公益財団法人高輝度光科学研究センター, 構造生物学推進室, 室長 (30291066)
研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2024-03-31
キーワードX線結晶構造解析 / 構造ダイナミクス / 放射光
研究実績の概要

真空カメラおよびin-situ測定系について装置製作と動作検証を行い、改善点を洗い出した。
真空カメラ:真空カメラ:2022年度に課題として残された真空下での入射光学系の最終調整に必要な機器の導入、調整法の検討を進め、100 Pa台の減圧下、フラックス1.2 x 10^11 photons毎秒のX線を膜厚100 nmの窒化シリコンに照射した時、検出器の有効面積の大部分で散乱X線の計数が0もしくは1を実現した(有効面積の84.6(4)%が0カウント、14.0(4)%が1カウント、1.3(1)%が2カウント)。また、本装置で得られたニワトリ卵白由来リゾチーム微結晶の回折強度データは、2015年以降にPDBに登録された同等の分解能の回折強度データの中でも、構造精密化のRやRfreeの小ささにおいて良好であった。
in-situ測定系:前年度に引き続いて開発を進めた高温対応調湿装置は70℃付近までの調湿を実現し、共同研究も含めて各種試料での測定を行った。これによりタンパク質構造や水和構造の変化を検出した。SPring-8/BL41XUで整備するrtHAG法とSS-ROX法を組み合わせた微小結晶の室温測定法では、励起レーザーを照射するための光学系やタイミング制御系を整備し、インジェクターベースのシリアル法により光受容タンパク質のデータ測定をおこない構造を得ることに成功した。また、調湿測定に適した結晶化法の開発では設計した足場タンパク質を複数組み合わせた分子を調製し、濃度依存的な会合形成と沈殿形成を確認した。さらに金属配位に伴って構造が変化するペプチドの設計に成功し、その評価を進めた。

現在までの達成度 (段落)

令和5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

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Structural‐Functional Correlations between Unique N‐terminal Region and C‐terminal Conserved Motif in Short‐chain <i>cis</i>‐Prenyltransferase from Tomato2024

    • 著者名/発表者名
      Imaizumi Riki、Matsuura Hiroaki、Yanai Taro、Takeshita Kohei、Misawa Shuto、Yamaguchi Haruhiko、Sakai Naoki、Miyagi‐Inoue Yukino、Suenaga‐Hiromori Miki、Waki Toshiyuki、Kataoka Kunishige、Nakayama Toru、Yamamoto Masaki、Takahashi Seiji、Yamashita Satoshi
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 25 ページ: e202300796

    • DOI

      10.1002/cbic.202300796

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The structure of the rat vitamin B12 transporter TC and its complex with glutathionylcobalamin2024

    • 著者名/発表者名
      Bokhove Marcel、Kawamura Takashi、Okumura Hideo、Goto Sawako、Kawano Yoshiaki、Werner Stefan、Jarczowski Franziska、Klimyuk Victor、Saito Akihiko、Kumasaka Takashi
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 300 ページ: 107289~107289

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2024.107289

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Elucidating polymorphs of crystal structures by intensity-based hierarchical clustering analysis of multiple diffraction data sets2023

    • 著者名/発表者名
      Matsuura Hiroaki、Sakai Naoki、Toma-Fukai Sachiko、Muraki Norifumi、Hayama Koki、Kamikubo Hironari、Aono Shigetoshi、Kawano Yoshiaki、Yamamoto Masaki、Hirata Kunio
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica Section D Structural Biology

      巻: 79 ページ: 909~924

    • DOI

      10.1107/S2059798323007039

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Catalytic mechanism of the zinc-dependent MutL endonuclease reaction2023

    • 著者名/発表者名
      Fukui Kenji、Yamamoto Tatsuya、Murakawa Takeshi、Baba Seiki、Kumasaka Takashi、Yano Takato
    • 雑誌名

      Life Science Alliance

      巻: 6 ページ: e202302001

    • DOI

      10.26508/lsa.202302001

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] タンパク質X線結晶構造解析におけるビッグデータ化と構造生物学における新たな展開2023

    • 著者名/発表者名
      松浦滉明, 坂井直樹, 河野能顕, 山本雅貴, 平田邦生
    • 雑誌名

      放射光

      巻: 36 ページ: 232~242

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural insights into a bacterial β-glucosidase capable of degrading sesaminol triglucoside to produce sesaminol: toward the understanding of the aglycone recognition mechanism by the C-terminal lid domain2023

    • 著者名/発表者名
      Yanai Taro、Takahashi Yukino、Katsumura Eri、Sakai Naoki、Takeshita Kohei、Imaizumi Riki、Matsuura Hiroaki、Hongo Shuntaro、Waki Toshiyuki、Takahashi Seiji、Yamamoto Masaki、Kataoka Kunishige、Nakayama Toru、Yamashita Satoshi
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 174 ページ: 335~344

    • DOI

      10.1093/jb/mvad048

    • 査読あり
  • [学会発表] 極微小結晶からの高感度計測のための真空回折計の開発2024

    • 著者名/発表者名
      松浦滉明, 吾郷日出夫, 小林周, 上野剛, 平田邦生, 鈴木明大, 山本雅貴
    • 学会等名
      第37回日本放射光学会年会
  • [学会発表] 化合物スクリーニングに向けたマイクロ流路デバイスの開発2024

    • 著者名/発表者名
      上野剛, 小林ことり, 真栄城正寿, 西岡晶子, 坂井直樹, 河村高志, 松浦滉明, 竹下浩平, 吾郷日出夫, 熊坂崇, 山本雅貴
    • 学会等名
      第37回日本放射光学会年会
  • [学会発表] HAG法を用いた調温調湿環境でのタンパク質結晶構造解析手法の開発2024

    • 著者名/発表者名
      馬場清喜, 入江崇起, 小林俊幸, 坂井直樹, 河野能顕, 奥村英夫, 河村高志, 水野伸宏, 長谷川和也, 山本雅貴, 熊坂崇
    • 学会等名
      第37回日本放射光学会年会
  • [学会発表] SPring-8 BL41XUにおける時分割構造解析環境の構築2024

    • 著者名/発表者名
      矢野直峰, 馬場清喜,奥村英夫, 河村高志, 村上博則, 増永拓也, Nuemket Nipawan, Jungmin Kang, 保坂俊彰, 長谷川和也, 山本雅貴, 南後恵理子, 熊坂崇
    • 学会等名
      第37回日本放射光学会年会
  • [学会発表] 理研構造ゲノムビームラインIの現状2024

    • 著者名/発表者名
      奥村英夫, 上野剛,河村高志, 馬場清喜, 仲村勇樹, 村上博則, 水野伸宏, 増永拓也, 坂井直樹, 山本雅貴, 熊坂崇
    • 学会等名
      第37回日本放射光学会年会
  • [学会発表] 生体高分子結晶解析IビームラインBL41XUの現状2024

    • 著者名/発表者名
      馬場清喜, 長谷川和也, 矢野直峰, 村上博則, 増永拓也, 奥村英夫, 坂井直樹, 水野伸宏, 仲村勇樹, 河村高志, 平田邦生, 上野剛,山本雅貴, 熊坂崇
    • 学会等名
      第37回日本放射光学会年会
  • [学会発表] 生体高分子結晶解析IビームラインBL45XUの現状2024

    • 著者名/発表者名
      水野伸宏, 馬場清喜, 仲村勇樹, 長谷川和也, 坂井直樹, 村上博則, 増永拓也, 奥村英夫, 平田邦生, 河野能顕, 松浦滉明, 上野剛, 山本雅貴, 熊坂崇
    • 学会等名
      第37回日本放射光学会年会
  • [学会発表] 多数の結晶を利用したタンパク質の構造多型解析2024

    • 著者名/発表者名
      松浦滉明, 平田邦生, 坂井直樹, 河野能顕, 山本雅貴
    • 学会等名
      第37回日本放射光学会年会
  • [学会発表] Development of an in-vacuum diffractometer for protein micro-crystallography2023

    • 著者名/発表者名
      Matsuura H, Ago H, Kobayashi A, Ueno G, Hirata K, Suzuki A, Yamamoto M.
    • 学会等名
      Molecular Movie International Symposium 2023
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 極微小結晶からの構造解析に向けた真空回折計の開発2023

    • 著者名/発表者名
      松浦滉明, 吾郷日出夫, 上野剛, 平田邦生, 鈴木明大, 山本雅貴
    • 学会等名
      日本結晶学会令和5年度年会
  • [学会発表] 室温構造解析・時分割構造解析にむけたSPring-8構造生物学ビームラインの高度化2023

    • 著者名/発表者名
      矢野直峰, 馬場清喜,奥村英夫, 河村高志, 村上博則, 増永拓也, Nuemket Nipawan, Jungmin Kang, 保坂俊彰, 長谷川和也, 山本雅貴, 南後恵理子, 熊坂崇
    • 学会等名
      日本結晶学会令和5年度年会
  • [学会発表] 多様な構造を捉えるためのX線回折データ分類手法の検討2023

    • 著者名/発表者名
      松浦滉明, 坂井直樹, 藤間祥子, 中津亨, 船橋俊也, 長谷川和也, 平田邦生, 河野能顕, 山本雅貴
    • 学会等名
      第35回生物無機化学夏季セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] Elucidating structural polymorphs from multiple diffraction datasets using hierarchical clustering2023

    • 著者名/発表者名
      Matsuura H.
    • 学会等名
      Dynamic Crystallography - XFELs and Synchrotrons to study enzyme reactions
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of a new microfluidic device aiming at ligand screening with protein crystallography2023

    • 著者名/発表者名
      Ueno G, Kobayashi K, Maeki M, Sakai N, Matsuura H, Kawamura T, Kumasaka T, Yamamoto M.
    • 学会等名
      Twenty-Sixth Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography
    • 国際学会
  • [学会発表] Power Generation in HierarchicalAlkaline Hydrothermal Vents2023

    • 著者名/発表者名
      Lee H-E, Okumura T, Ooka H, Adachi K, Hikima T, Hirata K, Kawano Y, Matsuura H, Yamamoto Masaki, Yamamoto Masahiro, Yamaguchi A, Lee J-E, Nam K T, Ohara Y, Hashizume D, McGlynn S, Nakamura R.
    • 学会等名
      Water-Rock Interaction WRI17
    • 国際学会
  • [学会発表] 大量の回折データを利用した構造多型解析法の高度化の現状2023

    • 著者名/発表者名
      松浦滉明, 平田邦生, 中山楓, 坂井直樹, 河村高志, 熊坂崇, 河野能顕, 山本雅貴.
    • 学会等名
      第23回日本蛋白質科学会年会
  • [学会発表] 室温構造解析・時分割構造解析に向けた SPring-8 構造生物学ビームラインの高度化2023

    • 著者名/発表者名
      馬場清喜, 奥村英夫, 河村高志, 村上博則, 増永拓也, 長谷川和也, 山本雅貴, 熊坂崇
    • 学会等名
      第23回日本蛋白質科学会年会
  • [学会発表] 多数の結晶から得られたXRDデータの分類と構造多型解析2023

    • 著者名/発表者名
      松浦滉明, 坂井直樹, 中山楓, 河野能顕, 平田邦生, 山本雅貴
    • 学会等名
      令和5年度新学術領域「高速分子動画」シンポジウム
  • [学会発表] 構造ダイナミクス解明に向けたX線結晶構造解析の新たな展開2023

    • 著者名/発表者名
      松浦滉明
    • 学会等名
      遺伝研研究会
    • 招待講演

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公開日: 2024-12-25  

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