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2008 年度 実績報告書

湿度制御X線回折実験による蛋白質内部運動と水和構造変化の相関に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19204042
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

中迫 雅由  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (30227764)

キーワード蛋白質水和 / 蛋白質結晶学 / 湿度制御 / 光受容蛋白質 / 脱炭酸酵素 / 分子動力学計算 / 脱水素酵素 / 受容体蛋白質
研究概要

蛋白質結晶周辺の湿度を人為的に制御することで結晶内での分子間相互作用を制御できる可能性が示されてきた。分解能の大幅な改善や急速冷却に伴う結晶配列の乱れの軽減などの成果が得られている。前年度に引き続いて、装置開発を進めた結果、湿潤空気流量300〜450ml/minで相対湿度20〜96%rhの範囲で実験を行うことが可能な装置を完成するとともに、その実験手順を確立した。長時間のデータ収集中、結晶周辺は一定の温湿度環境に保たれる必要があるが、種々の調整の結果、温度揺らぎ0.3K、湿度揺らぎ1%rhの安定な環境が実現されてた。標準試料リゾチームでは、相対湿度に応じた分解能、結晶格子定数や結晶体積の可逆的変化が精度良く再現された。この装置をグルタミン酸脱水素酵素、シタロン脱水酵素、アセチルコリン受容体、アリールマロン酸脱炭酸酵素の結晶などに適用した。本装置は、結晶内部での蛋白質分子のパッキングや揺らぎの制御による蛋白質結晶の質的改善、膜蛋白質など、生物学的・薬学的な興味から構造解析が希求されているにも関わらず、高分解能結晶の作成が困難な蛋白質の結晶構造解析についても威力を発揮すると期待される。
また、装置開発と並行して、温度を軸に取ったサブゼロ温度領域で蛋白質のダイナミクスを探る実験、アリールマロン酸脱炭酸酵素、フォトトロピン光受容ドメイン、多重基質アミノ基転移酵素などの新規な蛋白質についての結晶構造解析や、分子動力学計算を通じた蛋白質の運動と水和構造変化の相関解析のプログラム開発を実施した。研究成果については、順次投稿準備を始めた。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (12件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] タンパク質内部運動に伴う水和構造変化を探る2008

    • 著者名/発表者名
      中迫雅由
    • 雑誌名

      日本結晶学会誌 51

      ページ: 37-39

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural basis of LOV1-dimerization of Arabidopsis phototropin 1 and 22008

    • 著者名/発表者名
      M. Nakasako, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Biology 381

      ページ: 718-733

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray diffraction experiments of arylma lonate decarboxylase from Alcaligenes bronchisepticus2008

    • 著者名/発表者名
      M. Nakasako, et al.
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica F64

      ページ: 610-613

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray diffraction experiments of LOV1 domains of phototropin 1 and 2 from Arabidopsis thaliana2008

    • 著者名/発表者名
      M. Nakasako, et al.
    • 雑誌名

      Ada Crystallographica F64

      ページ: 617-621

    • 査読あり
  • [雑誌論文] タンパク質の水和構造を探る2008

    • 著者名/発表者名
      中迫雅由
    • 雑誌名

      Molecular Science Journal 2

      ページ: A0022

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 非弾性散乱の生物への応用について2008

    • 著者名/発表者名
      城地保昌, 中迫雅由, 難波啓一
    • 雑誌名

      日本結晶学会誌 50

      ページ: 78-82

    • 査読あり
  • [学会発表] 蛋白質結晶湿度制御装置の開発2009

    • 著者名/発表者名
      高山裕貴, 中迫雅由
    • 学会等名
      第22回日本放射光学会年会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2009-01-12
  • [学会発表] How blue light regulates kinase activity of phototropin (Invited Talk)2008

    • 著者名/発表者名
      Satoru Tokutomi, Daisuke Matsuoka, Kazunori zikihara, Koji Okajima, Hitomi Katsura, Shizue Yoshihara, Masavoshi Nakasako
    • 学会等名
      34th American Society for Photobiology Meeting
    • 発表場所
      California, USA
    • 年月日
      20080600
  • [学会発表] 細胞の空間階層X線ィメージングの現在と未来への期待(招待講演)2008

    • 著者名/発表者名
      中迫雅由
    • 学会等名
      自然科学研究機構平成20年度"自然科学における階層と全体シンポジウム
    • 発表場所
      蒲郡、愛知
    • 年月日
      2008-12-16
  • [学会発表] 蛋白質の運動と連動する水和水のコヒーレントな集団運動の探索(招待講演)2008

    • 著者名/発表者名
      中迫雅由
    • 学会等名
      特定領域「高次系分子科学」第二回公開シンポジウム
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2008-11-11
  • [学会発表] データベース解析に基づく蛋白質の水和構造予測2008

    • 著者名/発表者名
      松岳大輔, 中迫雅由
    • 学会等名
      特定領域「高次系分子科学」第二回公開シンポジウム
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2008-11-11
  • [学会発表] 蛋白質の運動と連動する水和水のコヒーレントな集団運動の探索2008

    • 著者名/発表者名
      中迫雅由
    • 学会等名
      特定領域「高次系分子科学」第二回公開シンポジウム
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2008-11-11
  • [学会発表] “Structural basis for the enantioselective decarboxylation by arylmalonate decarboxylase2008

    • 著者名/発表者名
      Rika Obata, Masayoshi Nakasako, K enji Miyamoto, Hiromichi Ohta
    • 学会等名
      XXI Congress of the International Union of Crystallography
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 年月日
      2008-08-27
  • [学会発表] Prediction of hydration structures around polar protein atoms through a data-base analysis2008

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Matsuoka, Masayoshi Nakasako
    • 学会等名
      XXI Congress of the International Union of Crystallography
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 年月日
      2008-08-25
  • [学会発表] Hydration structure changes around proteins at work (Invited Talk)2008

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Nakasako Mitsunori Ikeguchi
    • 学会等名
      XXI Congress of the International Union of Crystallography
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 年月日
      2008-08-24
  • [学会発表] データベース解析から予測される膜蛋白質の膜貫通領域における水和構造(招待講演)2008

    • 著者名/発表者名
      松岳大輔, 中迫雅由
    • 学会等名
      特定領域「高次系分子科学」ミニ公開シンポジウム「プロトンポンプを考える」
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2008-08-06
  • [学会発表] タンパク質の水和構造を探る2008

    • 著者名/発表者名
      中迫雅由
    • 学会等名
      東京工業大学 資源化学研究所セミナー
    • 発表場所
      東京工業大学(長津田)
    • 年月日
      2008-06-13
  • [学会発表] データベース解析によるタンパク質の水和構造予測2008

    • 著者名/発表者名
      松岳大輔, 中迫雅由
    • 学会等名
      第8回日本蛋白質科学会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-06-10
  • [備考]

    • URL

      http://www.phys.keio.ac.jp/guidance/labs/nakasako/nakasako-lab.html

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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