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2016 年度 実績報告書

巨大ヘモグロビン結晶中での酸素結合飽和度の同定と時分割構造解析

研究課題

研究課題/領域番号 15K20971
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

沼本 修孝  東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助教 (20378582)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワードX線結晶構造解析 / 顕微分光 / 四次構造変化 / 協同性
研究実績の概要

本研究では、無脊椎動物由来の巨大ヘモグロビン結晶において酸素結合の飽和度と立体構造が同時に変化する過程を時分割的に精密観測する。研究最終年度の平成28年度は、以下の通り研究を実施した。
前年度に引き続き、マシコヒゲムシ由来巨大ヘモグロビンを用いて結晶の調製を行った。
前年度は得られた結晶をポリエチレングリコールとdithioniteを加えた溶液に浸漬させることで酸素解離型結晶へ移行させたうえで、レーザーを用いた結晶加工機により結晶の厚さを約30 umに加工して顕微分光を行っていた。しかしながら、この方法では結晶の中心部分が酸素解離型へ十分に移行していない可能性が示唆された。これを改善するため本年度は、得られた結晶をまず結晶加工機を利用して薄い(約30 um)板状に加工し、次いでポリエチレングリコールとdithioniteを加えた溶液に浸漬させることで酸素解離型結晶へ移行させた。このようにあらかじめ加工した薄い結晶を用いることにより、酸素結合飽和度が20-10%とより低い状態の結晶を安定的に作製することが可能となった。この方法では、X線回折実験も約30 um厚で行うことになり、分解能の大幅な低下が懸念されたが、高輝度かつ最新のPAD型X線検出器が備わった放射光ビームラインで実験を行うことにより、分解能の低下を最小限に抑えてデータ収集を行うことができた。
現在、研究期間全体を通して集めたデータを詳細に解析しており、酸素結合の飽和度と立体構造変化の相関関係について、特に局所的な三次構造変化と、分子全体の大きな四次構造変化がどのように進行していくのかについて、実験で得られた知見を近日中に論文として公表する予定である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016 その他

すべて 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [学会発表] 巨大ヘモグロビン酸素解離中間体のX線結晶構造と分光学的解析2016

    • 著者名/発表者名
      沼本修孝,中川太郎,伊藤暢聡,福森義宏,三木邦夫
    • 学会等名
      第54回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県・つくば市)
    • 年月日
      2016-11-25
  • [学会発表] マシコヒゲムシ巨大ヘモグロビンの酸素解離中間体2016

    • 著者名/発表者名
      沼本修孝,中川太郎,伊藤暢聡,福森義宏,三木邦夫
    • 学会等名
      日本結晶学会2016年度年会
    • 発表場所
      茨城県立県民文化センター(茨城県・水戸市)
    • 年月日
      2016-11-17 – 2016-11-18
  • [学会発表] 生物系BL利用と最近の成果について -BL38B1での on line 顕微分光測定-2016

    • 著者名/発表者名
      沼本修孝
    • 学会等名
      SPRUC放射光構造生物学研究会第6回研究会
    • 発表場所
      関西学院大学神戸三田キャンパス(兵庫県・三田市)
    • 年月日
      2016-08-29
    • 招待講演
  • [学会発表] 巨大ヘモグロビン酸素解離中間状態の解析2016

    • 著者名/発表者名
      沼本修孝,中川太郎,伊藤暢聡,福森義宏,三木邦夫
    • 学会等名
      第16回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2016-06-09
  • [備考] 巨大ヘモグロビンの酸素結合協同性機構の構造生物学的基盤

    • URL

      http://www.tmd.ac.jp/mri/SBS/sb/sub1.html

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公開日: 2018-01-16  

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