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2006 年度 実績報告書

生体物質の水素と水和水を含む新しい構造生物化学の構築

研究課題

研究課題/領域番号 17350080
研究機関茨城大学

研究代表者

新村 信雄  茨城大学, 理工学研究科, 教授 (50004453)

研究分担者 田中 伊知朗  茨城大学, 工学部, 助教授 (20354889)
キーワード中性子構造生物 / 構造生物化学 / 水素 / タンパク質 / ミオグロビン / ねじれ配座 / 重なり配座
研究概要

我々は高分解能(1.5Å-2.5Å)で中性子構造解析を行い、全水素、全水和水決定に成功し,これらの水素・水和構造を含めたタンパク質構造を総合的に評価した結果、いくつかはタンパク質が複雑な構造を有することで、有機化合物に較べて多種多様な環境が実現し、それに応じた新規な化学結合構造をとっていることが判明した。そこで、新たに更に多くの基本的なタンパク質の中性子構造解析を行い、新しい構造生物化学を世界に先駆けて確立する。
○タンパク質分子内に形成される水素結合
水素結合は水素原子を介した化学結合のひとつであり、タンパク質の構造と機能を研究するのに重要な役割を演じている。中性子回折法では水素原子が他の炭素、窒素、酸素原子と同様の精度でその位置が決定されるので、X-Hを水平軸にとり水素原子を原点に置き、アクセプター原子位置の分布をプロットすることができる。ミオグロビン分子の主鎖間の水素結合(N-H----O=C)について詳細を検討した。その結果、角度NHO(・_1)と角度COH(・_2)は強い相関(・_2=3.6*・_1-468)があり、水素結合が直線からずれる程度はアクセプターのlone pairの位置によることが判明した。
○タンパク質分子のメチル基の立体配座
エタンの2つのメチル基はそれを繋ぐC-C結合の周りで自由回転するが、ねじれ配座(Staggered conformation)が最も安定な配座で、最も不安定な配座が重なり配座(Eclipsed conformation)である。我々がすでに決定したミオグロビン中には92個のメチル基が同定されているが、92個について立体配座をニューマン投影式で書き表し、二面角を求めたところ、10個が-30°〜+30°の重なり配座で存在することが判明した。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2006

すべて 雑誌論文 (5件)

  • [雑誌論文] Neutron Biological Diffractometer in J-PARC Proposed Ibaraki Prefectural Government2006

    • 著者名/発表者名
      I.Tanaka, N.Niimura, T.Ozeki, T.Ohhara, K.Kurihara, K.Kusaka, Y.Morii, K.Aizawa, M.Arai, T.Kasao, K.Ebata, Y.Takano
    • 雑誌名

      I CANS-XVII Proceedings LA-UR-3904, Vol.III,

      ページ: 937-945

  • [雑誌論文] Peak overlapping and its de-convolution in TOF diffraction data form neutron biological diffractometer in J-PARC2006

    • 著者名/発表者名
      K.Kusaka, T.Ohhara, I.Tanaka, N.Niimura, T.Ozeki, K.Kurihara, K.Aizawa, Y.Morii, M.Arai, K.Ebata, Y.Takano
    • 雑誌名

      Physica B 385-386

      ページ: 1062-1065

  • [雑誌論文] Measurements of small organic molecules on the single crystal neutron diffractmeters for biomolecules at JAERI2006

    • 著者名/発表者名
      T.Ohhara, K.Kurihara, T.Tamada, I.Tanaka, N.Niimura, R.Kuroki
    • 雑誌名

      Physica B 385-386

      ページ: 1049-1051

  • [雑誌論文] 大強度陽子加速器中性子源を活用した生物研究の展望2006

    • 著者名/発表者名
      新村信雄, 平井光博, 片岡幹雄
    • 雑誌名

      生物物理学会誌 48

      ページ: 182-187

  • [雑誌論文] 中性子結晶解析によって観測されたB型DNAの水和水の配向2006

    • 著者名/発表者名
      新井栄揮, 茶竹俊行, 新村信雄
    • 雑誌名

      日本結晶学会誌 48

      ページ: 133-139

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公開日: 2008-05-08   更新日: 2016-04-21  

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