| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究ではレチナール膜タンパク質がレチナールの異性化に応答して変化するタンパク質の局所動的構造変化を明らかにするため、レチナールの光異性化を観測することを可能にするin-situ光照射固体NMR分光器の開発を最初に行った。
超伝導磁石の外側からLEDにより発生した緑色光を光ファイバーを用いて磁石内に固定しているNMRプローブの上側に光ファイバーを用いて誘導した。次にガラス棒を材料として製作したキャップでジルコニア試料管につめた試料を密閉した。この結果、高速回転する試料管の内部に効率よく光を照射することが可能になった。
このin situ光照射NMR装置を用いて、連続で緑色光をセンサリーロドプシン試料に照射することにより高度好塩菌に存在するセンサリーロドプシンI(SRI)の光活性中間体の捕捉に成功した。この結果、SRIの正の光走性にはM-中間体が関与しており、負の光走性にはP-中間体が関与していることが明らかになった。つぎに、緑色光照射下ではM-中間体が生成し、紫外線照射下ではP-中間体が生成することを明らかにした。この結果、光受容膜タンパク質SRIにおいて波長依存的に活性が変換する分子機構を明らかにすることができた。
光駆動型プロトン輸送活性をもつバクテリオロドプシンのY185F変異体を用いて、光反応サイクルをin-situ光照射固体NMRを用いて測定した。この結果 暗状態ではAT-状態(13-trans, 15-anti)配座と、CS-状態（13-cis, 15-syn）配座を持っており、緑色光照射によりCS-状態はCS*－中間体に変換し、AT-状態はN-(13-cis, 15-anti)および O-中間体(13-trans, 15-anti)に変換することが明らかになった。CS*-中間体およびO-中間体のNMR信号を本研究により初めて観測した。
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