| 研究課題/領域番号 |
16K05850
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| 研究機関 | 山陽小野田市立山口東京理科大学 |
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研究代表者 |
太田 雄大 山陽小野田市立山口東京理科大学, 工学部, 准教授 (70509950)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 核共鳴非弾性散乱分光 / 振動分光 / 生物物理 / ヘムタンパク質 |
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| 研究実績の概要 |
天然型および化学修飾したヘムをもつ変異型酸素結合型ミオグロビンの分子構造・電子状態と振動状態密度の相関を明らかにするために、核共鳴非弾性散乱分光による研究を行った。ミオグロビンタンパク質に結合したヘム鉄のダイナミックスについて洞察を得るために、ヘム鉄と第一および第二配位圏との相互作用に関わる力の定数について理論的に解析した。各種密度汎関数法(密度汎関数の混合比についても検討)を用いた分子構造最適化と基準振動解析を行い、振動状態密度を理論的に求めた。分光学的に得られたデータとの比較検討の結果、これまで共鳴ラマン分光によりFe-O2伸縮振動バンドと帰属されていた振動エネルギーは、Fe-O-O変角モードとして帰属されうることを明らかにした。一方、Fe-O2伸縮モードと帰属できるバンドは~420 cm-1付近に強い強度で観測されることを明らかにした。酸素結合型ヘム鉄においては、その電子状態が長年の議論が続いているが（鉄3価スーパーオキサイドなのか鉄2価酸素なのか）、電子状態と振動構造の相関より、鉄３価スーパーオキサイドに近い電子構造であることを明らかにした。また、力の定数を解析結果、天然型タンパク質の方が化学修飾をほどこしたヘムをもつタンパク質より“やわらかな”分子構造を有していることを明らかにした。ヘム周辺に電子供与性もしくは電子吸引性置換基を導入することで、酸素結合型ヘムの電子状態が顕著に異なり、それに伴い鉄原子の振動構造も顕著に影響を受けることを明らかにした。これらの成果はミオグロビンの酸素結合機構について新たな洞察与え、酸素結合型ヘム鉄タンパク質全般の研究に新たな展開をもたらすと考えられる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
連携研究者が一昨年7月に逝去したことと、本人が昨年10月に異動したため、研究の推進に時間を要した。
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| 今後の研究の推進方策 |
放射光施設（Spring-8）の課題申請を成功させ、十分な実験時間を確保する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究計画に遅れに伴い、予算執行が遅れている。次年度にこれまでの遅れを取り戻すべく研究を推進し、必要となる経費を使用していく。
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