低波数ラマン光学活性による溶液中タンパク質の高次構造解析

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K05524
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分34020:分析化学関連
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 山本 茂樹 大阪大学, 理学研究科, 助教 (60552784)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: キラリティ / タンパク質構造

研究成果の概要

タンパク質のキラルな高次構造と，その溶液中での揺らぎ，さらには周囲の溶媒分子とのキラルな溶媒和構造を直接測定することを目指し，キラリティを分子振動によって検出するラマン光学活性（Raman Optical Activity: ROA）の測定範囲を低波数領域にまで拡張し，タンパク質の低波数ROAを初めて測定した。低波数領域を測定可能な新規ROA装置を開発し，結晶構造が既知のタンパク質の測定によりピーク帰属を試みた。αヘリックス構造をとるポリペプチドのスペクトルを量子力学計算によりよく再現し，低波数ROAはαヘリックス二巻き分の長距離の相互作用と，その構造ゆらぎを反映することを明らかとした。

自由記述の分野

分光分析

研究成果の学術的意義や社会的意義

ラマン光学活性の測定範囲を低波数領域にまで拡張し，溶液中タンパク質の測定を初めて行ったことは，タンパク質のキラル高次構造とその揺らぎを直接に簡便に測定する新規な方法を開拓した点で学術的意義が高い。生物のキラル選択的な反応の一因はタンパク質のキラル高次構造とその反応にあると考えられるため，その解析手法の開発はキラル薬剤の開発の一助となるだろう。