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2020 年度 実績報告書

生体内塩濃度条件下でのタンパク質の結晶化と結晶構造解析

研究課題

研究課題/領域番号 18K04960
研究機関徳島大学

研究代表者

鈴木 良尚  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 准教授 (60325248)

研究分担者 佐藤 正英  金沢大学, 総合メディア基盤センター, 教授 (20306533)
佐崎 元  北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (60261509)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード沈殿剤フリー / 生理食塩水 / 分子クラウディング / ニワトリ卵白リゾチーム / グルコースイソメラーゼ
研究実績の概要

鈴木は、今年度はデータ収集および解析に集中し、原著論文の出版には至っていないが、新たな発見もあり、学会発表等で進捗状況については報告している。佐藤は、関連データ、理論等に関する論文を出版している。
2019年度にデータ収集したグルコースイソメラーゼ(GI)のデータを詳細に検討したところ、最高回折分解能が0.99Åという、大変高品質な結晶であることが分かった。なおかつ、その結晶の成長速度を少なめに見積もっても、同程度の過飽和度の時の面成長速度の一桁~二桁程度大きな成長速度であることが分かった。これは予想していなかった事実であるが、液液相分離によって得られた超濃厚相(分子クラウディングと呼ばれる濃度領域の相)が、通常の溶液成長とは異なり、融液成長的なメカニズムを誘発することによると推察した。これに関しては、現在更なるデータ収集を行い、より完成度の高い論文にすべく改訂中である。また、通常の塩析の時の1/3程度の、生体内塩濃度におけるニワトリ卵白リゾチーム(HEWL)の結晶化と結晶構造解析を行った。その結果、脱塩結晶の構造と塩析結晶の構造の両方の構造を、電子密度の割合を変えながら重ね合わせた構造として現れることがわかった。実際、本来期待される電子密度と、実際の電子密度との差を表す2Fo-Fcマップでは、生理食塩水中で、Na+の電子密度が塩析結晶よりも低いことが示された。以上の進捗により、新たな展開を見せつつある研究テーマとして新規のプロポーザルを作成した結果、令和3年度からの新たな基盤研究Cに採択されるに至っている。
また、粒子の集合体が、結合エネルギーの異方性の違いによって、どのような規則構造をとるかというモデルについての論文の続編も、佐藤によって論文化されている。これらは、今後、成長界面のステップモルフォロジーおよび、結晶多型条件を考察する際、強力な武器となる可能性を秘めている。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Effect of the Interaction Length on Clusters Formed by Spherical One-Patch Particles on Flat Planes2021

    • 著者名/発表者名
      Masahide Sato
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 37 ページ: 4213-4221

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.1c00102

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Patch Area and Interaction Length on Clusters and Structures Formed by One-Patch Particles in Thin Systems2020

    • 著者名/発表者名
      Masahide Sato
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 5 ページ: 28812-28822

    • DOI

      10.1021/acsomega.0c04159

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 分子クラウディング様条件下におけるタンパク質の結晶化および結晶構造解析2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木 良尚
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
  • [学会発表] タンパク質結晶の成長と不純物効果2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木良尚、塚本勝男、二宮愛、福山誠二郎、島岡太郎、永井正恵、三浦均、藤原貴久、伊中浩治、曽根武彦、和知慎吾、吉崎泉、荒井康智
    • 学会等名
      第49回 結晶成長国内会議
  • [学会発表] グルコースイソメラーゼ結晶のステップ前進速度に対する不純物効果2020

    • 著者名/発表者名
      森下 桃花, 柳谷 伸一郎, 鈴木 良尚
    • 学会等名
      第49回 結晶成長国内会議
  • [学会発表] 液液相分離後の濃厚相で核生成するグルコースイソメラーゼ結晶のその場観察2020

    • 著者名/発表者名
      池光 直人, 鈴木 良尚
    • 学会等名
      第49回 結晶成長国内会議
  • [学会発表] 生理食塩水中におけるタンパク質の結晶構造2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木 良尚, 坂井 隆志
    • 学会等名
      第49回 結晶成長国内会議

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公開日: 2021-12-27  

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