放射光による蛋白質結晶構造のミリ秒オーダーのダイナミックスの研究

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05244104
• 研究機関: 高エネルギー物理学研究所
• 研究代表者: 坂部 知平 高エネルギー物理学研究所, 放射光実験施設, 教授 (30022601)
• 研究分担者: 大沢 文夫 愛知工業大学, 教養部, 特任教授 (50022497) ; 江橋 節郎 岡崎共同研究機構, 生理学研究所, 名誉教授 (10009863) ; 京極 好正 大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (90012632) ; 三井 幸雄 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (40012637) ; 芦田 玉一 名古屋大学, 工学部, 教授 (10029936)
• キーワード: 放射光 / 蛋白質結晶構造 / ミリ秒オーダー / ダイナミックス / X線結晶解析 / ラウエ法 / 原子レベル / 動的構造

研究概要

X線結晶構造解析は静的構造研究にしか利用できないという従来の概念を切り崩し、ミリ秒オーダーで時々刻々と変化する蛋白質の反応過程をX線結晶解析により原子レベルで捕えこれに基ずいて反応機構を総合的に研究する。そのために本研究では放射光を利用したラウエ法により、ミリ秒オーダーでの蛋白質構造変化を捕えそれに基ずいて反応および調節機構を理解するため装置、解析法、利用の3要素について総合的且つ徹底的に研究する。今年度は4月に高エネルギー物理学研究所放射光実験施設において時分割ラウエ法ワークショップを2回に分けて実習もかねて実施した。また、11月には東京工業大学において第1回公開シンポジュウムまた2月には大阪大学蛋白研究所において第2回目の公開シンポジュウムを開催した。いずれも100名を超える参加者があり大変な盛況振りであった。この際に総括班会議を行なった。ワークショップの報告は独立した冊子としてまたは第1回公開シンポジュウのはNEWSLETTER特集号としてすでに出版している。第2回公開シンポジュウムの記録は、6年度に発行する予定である。さらに研究者間の情報交換のために班員名簿の作成、NEWSLETTERも4回発行した(内1号は特集)。さらに班 員間の交流を盛んにするためコンピューターネットワークによる方法を盛んに取り入れた。これは予想以上の効果があり多くの情報交換が行われている。さらに班をまたぐ研究者間での共同研究の体制を作るように計った。またBL18Bに坂部が科学研究費により開発したプロトタイプの時分割ラウエカメラを設置し、班員が各自結晶を持ち込んでデータ収集を行い様々な方面からの評価を行った。これらの結果は装置開発やプログラム開発に生かした。この研究は従来の構造解析と違い装置、解析法、利用法などの基盤的な開発研究と同時に良質な結晶を作成することが特に重要であることから関係する研究を援助したり発掘するためにアンケー調査を行った。

研究成果

• [文献書誌] Y.MITsui,T.Senda et al: "Structural implications of the three-dimensional structure of interferon-beta" Pharmacology and Therapeutics. 58. 93-132 (1993)
• [文献書誌] A.Suzuki,T.Ashida 他: "Crystallographic refinement of Bowman-Birk typeprotease inhibitorA-IIfrom peanut at 2.3A resolution" J.Mol.Biol.234. 722-734 (1993)
• [文献書誌] T.NONAKA,Y.MISUI et al: "Crystal structure of ribonuclease Ms complexed with a GpC analogue" Biochemistry. 32. 11825-11837 (1993)
• [文献書誌] 三井,利夫 大島,広行: "筋収縮の仕組み" 応用物理. 62. 377-386 (1993)
• [文献書誌] Y.Kazuta,M.Tigaya,K.Tanizawa,T.Fukui: "Probing the Pyrophaphate Binding Site in Potato Tuber UDP-Glucose Pyrophosphory lase with Pyridoxal Piphosphate" Protein Science. 2. 119-125 (1993)
• [文献書誌] 坂部,貴和子 坂部,知平: "酵素X線構造解析の最前線" バイオサイエンスとインダストリー. 51. 730-732 (1993)
• [文献書誌] T.Fukui,K.Soda(editors): "Molecular Aspects of Enzyme Catalysis" Kodansha Ltd./VCH Verlags AG, 241 (1994)
• [文献書誌] B.Chance,J.Deisenhofer,N.Sakabe,T.Mitsui,S.Ebashi et al: "Synchrotron Radiation in the Biosciences" Oxford Science Publications, 784 (1994)