| 研究課題/領域番号 |
19K06601
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| 研究機関 | 自治医科大学 |
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研究代表者 |
柴山 修哉 自治医科大学, 医学部, 教授 (20196439)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | ヘモグロビン / アロステリー / アロステリックモデル / 結晶構造 / 酸素平衡機能 |
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| 研究実績の概要 |
ヘモグロビンはX線結晶構造解析法が最初に適用された蛋白質の一つであるが、その結晶構造と溶液中機能との関係が未だ整理されておらず、未解決の課題として残されている。本研究では、この点を踏まえ、結晶中ヘモグロビンの酸素平衡曲線測定による結晶構造の直接機能決定、及び、水を含む多孔性シリカゲル中で状態間遷移を凍結したヘモグロビンの機能解析（全機能状態の洗い出し）を行う。当該年度は以下の研究課題を進めた。
【課題１】ヘモグロビン結晶の酸素平衡曲線測定システムの改良：本研究では、酸素親和性の大幅に異なる種々のT状態、種々のR状態結晶の半網羅的な機能解析を行うため、現有の測定システムを更に改良し、測定可能な酸素濃度領域を拡張した。特に、低酸素濃度側の測定領域を拡張するため、配管のステンレス化、ガス混合機の改良（熱式流量計の逆拡散流を防止するための電磁弁設置）などを行った。
【課題２】種々のヘモグロビン結晶の調製と酸素平衡曲線測定：R状態の酸素親和性を低下させる強力なエフェクターbezafibrate（BZF）の結合したR状態ウマ・ヘモグロビン結晶（沈殿剤はPEG、結晶構造は既に報告済み）を作製し、酸素平衡曲線の測定を行った。エフェクターなしのコントロールとして、既に構造が報告されているPEGで結晶化したR状態ウマ・ヘモグロビン結晶についても酸素平衡曲線の測定を行った。もう一つの強力なエフェクターinositol hexaphosphate（IHP）の結合したR状態ヘモグロビン結晶については、結晶構造が未だ報告されていない。そこで、この年度は先ず、メト型ヒト・ヘモグロビンを用いたIHP存在下の結晶化スクリーニングとX線結晶構造解析を集中的に行った。その結果、空間群の異なる3種類のIHP結合型R状態結晶を新規に得ることができた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
予定していた上記課題１と２を順調に進めることができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
引き続き、種々のヘモグロビン結晶の酸素平衡曲線測定を進める共に、多孔性ゲルによる機能解析も並行して進める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
科研費採択に先行して研究課題（特に課題１）が進んだため、物品費の支出が予定より減少した（その分、研究は進行した）。繰り越し分は、今後の研究を計画当初よりも進めるための物品費、および、論文発表用の経費等に充てる予定。
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