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2017 年度 実績報告書

不凍タンパク質が示す相互作用の解明:拡散・吸着ダイナミクスの蛍光1分子計測

研究課題

研究課題/領域番号 16K13672
研究機関北海道大学

研究代表者

佐崎 元  北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (60261509)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワード不凍タンパク質 / 共焦点蛍光観察 / 吸着
研究実績の概要

H29年度は,下記の2項目を実施した.
1.タイプIII型不凍タンパク質(AFP-III)の蛍光観察:蛍光ラベル化率が10%程度であるため,蛍光色素濃度が薄くても測定可能な厚みが100ミクロンの蛍光観察用チャンバーを作製して,氷結晶の成長に及ぼす蛍光ラベル化AFP-III (F-AFP-III)の効果を調べた.その結果,F-AFP-IIIはプリズム面に特異的に吸着するが,ベーサル面にはほとんど吸着しないことを見出した.そのため,過冷却度が小さな場合には,純粋な氷の平衡形は薄い円板であるが,F-AFP-IIIがプリズム面に吸着しその成長を抑制するために,薄い6角板状となった.一方,過冷却度が大きな場合には,純粋な氷の場合には丸い樹枝状の形状になるが,F-AFP-IIIがプリズム面に吸着して成長を阻害するため,大きく間隔が空いた細い樹枝状になった.潜熱の除去がより効率的になることより,F-AFP-IIIは氷結晶のa軸方向への成長速度を促進させた.また,F-AFP-IIIはc軸方向への成長速度も顕著に促進させた.この結果は,F-AFP-IIIがベーサル面上のステップレッジに吸着することにより2次元核形成速度を増大させたと考えると説明できる.
2.珪藻由来不凍タンパク質(fc-AFP)の蛍光観察:蛍光ラベル化率が100%であるため,当研究室で従来用いて来た氷自由成長観察チャンバーを用いて,氷結晶の成長に及ぼす蛍光ラベル化fc-AFP (F-fc-AFP)の効果を調べた.F-fc-AFPはF-AFP-IIIとは異なり,プリズム面およびベーサル面の両方に吸着することを見出した.その結果,氷結晶のa軸方向への成長はF-AFP-IIIと同様の効果をもたらしたが,c軸方向への成長は過冷却度によらず常に抑制されることがわかった.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件)

  • [国際共同研究] Lobachevsky State University(ロシア連邦)

    • 国名
      ロシア連邦
    • 外国機関名
      Lobachevsky State University
  • [国際共同研究] Alfred Wegener Institute(Germany)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Alfred Wegener Institute
  • [学会発表] Crystallization of ice in AFP-III solutions2018

    • 著者名/発表者名
      D. Vorontsov, G. Sazaki, Y. Furukawa, K. Nagashima, K. Murata
    • 学会等名
      14th International Conference on the Physics and Chemistry of Ice
    • 国際学会
  • [学会発表] Ice-binding proteins from a sea-ice diatom, their effect on ice growth and physical properties2018

    • 著者名/発表者名
      M. Bayer-Giraldi, G. Sazaki, N. Azuma, M. Takata, S. Kipfstuhl, H. Kondo, Y. Furukawa
    • 学会等名
      14th International Conference on the Physics and Chemistry of Ice
    • 国際学会
  • [学会発表] Growth of ice crystals in the presence of type III antifreeze protein2017

    • 著者名/発表者名
      D.A. Vorontsov, G. Sazaki, Y. Furukawa, K. Nagashima, K. Murata, Evgeniia Titaeva
    • 学会等名
      The 3rd International Ice-Binding Protein Conference
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-07-19  

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