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2013 年度 実績報告書

近赤外励起ラマン円偏光二色性分光を用いた生体関連分子の構造解析手法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 23550019
研究機関佐賀大学

研究代表者

海野 雅司  佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50255428)

キーワード分子分光 / 振動分光 / 生物物理 / 光受容タンパク質 / 量子化学計算
研究概要

本研究の大きな目的は申請者らが開発してきたラマン円偏光二色性分光装置を高感度化し、これをさまざまな系に応用してその有用性を実証することである。本手法は円二色性分光のラマン分光版で、通常のラマン分光に比べて極めて多くの構造情報を提供する。特に、本研究では近赤外光励起のラマン円偏光二色性分光装置を独自に開発し、主に光受容タンパク質などの色素タンパク質に応用した。その結果、ラマン円偏光二色性スペクトルを測定する励起光源として近赤外光を用いることで試料からの蛍光や光損傷などの影響を受けず、タンパク質中に含まれる発色団のラマン円偏光二色性スペクトルを測定できることを示した。この手法のバクテリオロドプシンへの応用から、ラマン円偏光二色性スペクトルがレチナール発色団の異性化状態に極めて敏感であることがわかった。またPhotoactive Yellow Proteinへの応用から、ラマン円偏光二色性スペクトルを密度汎関数法に基づいた理論計算から解析することで発色団の捻れ構造に関する微細な情報が得られることを明らかにした。特に、X線結晶構造解析などでは明らかにできない、水素原子の発色団面外方向への歪みなどを検出できることがわかった。最近、発色団分子の捻れなどの構造的な歪みが酵素活性等に重要であることを示唆する研究が報告されてきており、本手法はタンパク質の機能を分子構造レベルで解明するうえで極めて重要な情報を与えると期待される。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] ラマン光学活性による色素蛋白質の構造解析2014

    • 著者名/発表者名
      海野雅司
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 54 ページ: 39-42

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of Preparation Temperature of Precursor on the Thermal Stability of TiO2(B) and its Electrochemical Property as an Anode Material in the Lithium-Ion Battery2014

    • 著者名/発表者名
      Furuya, Y., Zhao, W., Iida, T., Unno, M., & Noguchi, H
    • 雑誌名

      Electrochemistry

      巻: 82 ページ: 7-13

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Raman Optical Activity Probing Structural Deformations of the 4-Hydroxycinnamyl Chromophore in Photoactive Yellow Protein2013

    • 著者名/発表者名
      Shingae, T., Kubota, K., Kumauchi, M., Tokunaga, F. & Unno, M.
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. Lett.

      巻: 4 ページ: 1322-1327

    • DOI

      10.1021/jz400454j

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Active Site Structure of Photoactive Yellow Protein with a Locked Chromophore Analogue Revealed by Near-Infrared Raman Optical Activity2013

    • 著者名/発表者名
      Kubota, K., Shingae, T., Foster, N. D., Kumauchi, M., Hoff, W. D. & Unno, M.
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. Lett.

      巻: 4 ページ: 3031-3038

    • DOI

      10.1021/jz4016266

    • 査読あり
  • [学会発表] アラニンペプチドを用いたポリ(L-プロリン)II由来のラマン円偏光二色性スペクトルの解析2014

    • 著者名/発表者名
      古田雅和、海野雅司、江口貴大
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] Active site structure of photoactive yellow protein with a locked chromophore analogue revealed by near infrared Raman optical activity2014

    • 著者名/発表者名
      Shingae, T., Kubota, K., Foster, N. D., Kumauchi, M., Hoff, W., Unno, M.
    • 学会等名
      1st International Picobiology Institute Symposium, Picometer- to Micrometer-Level Structural Analyses for Studies on Functional Mechanisms of Proteins
    • 発表場所
      Hyogo
    • 年月日
      20140107-20140108
  • [学会発表] Protonation state of the linear tetrapyrrole chromophore in cyanobacteriochrome RcaE revealed by resonance Raman spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      Osoegawa, S., Hirose, Y., Ikeuchi, M., Unno, M
    • 学会等名
      1st International Picobiology Institute Symposium, Picometer- to Micrometer-Level Structural Analyses for Studies on Functional Mechanisms of Proteins
    • 発表場所
      Hyogo
    • 年月日
      20140107-08
  • [学会発表] Raman optical activity spectra of poly(L-proline) II helix in alanine peptides2014

    • 著者名/発表者名
      Furuta, M., Eguchi, T., Unno, M
    • 学会等名
      1st International Picobiology Institute Symposium, Picometer- to Micrometer-Level Structural Analyses for Studies on Functional Mechanisms of Proteins
    • 発表場所
      Hyogo
    • 年月日
      20140107-08
  • [学会発表] 近赤外ラマン円偏光二色性分光による光受容タンパク質の活性部位構造解析2013

    • 著者名/発表者名
      新ヶ江貴仁, 久保田健介, Foster, N. D., 熊内雅人, Hoff, W. D., 海野雅司
    • 学会等名
      第51回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20131028-30
  • [学会発表] 共鳴ラマン分光法によるシアノバクテリオクロームRcaEがもつ開環テトラピロール発色団のプロトン化状態の解析2013

    • 著者名/発表者名
      小副川晋介、広瀬侑、池内昌彦、海野雅司
    • 学会等名
      第51回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20131028-20131030
  • [学会発表] Active Site Structure of Photoactive Yellow Protein with a Locked Chromophore Analog Revealed by Near Infrared Raman Optical Activity2013

    • 著者名/発表者名
      Shingae, T., Kubota, K., Foster, N. D., Kumauchi, M., Hoff, W. D., Unno, M
    • 学会等名
      7th International Conference on Advanced Vibrational Spectroscopy
    • 発表場所
      Kobe
    • 年月日
      20130825-30
  • [学会発表] Raman optical activity probes structural deformations of the chromophore within a protein environment2013

    • 著者名/発表者名
      UNNO, M
    • 学会等名
      7th International Conference on Advanced Vibrational Spectroscopy
    • 発表場所
      Kobe
    • 年月日
      20130825-30
    • 招待講演
  • [学会発表] 赤外ラマン円偏光二色性分光を用いた光受容タンパク質の活性部位構造解析―発色団アナログを再構成したPhotoactive Yellow Proteinへの応用2013

    • 著者名/発表者名
      新ヶ江貴仁、久保田健介、FOSTER N. D.、熊内雅人、HOFF Wouter、海野雅司
    • 学会等名
      第40回 生体分子科学討論会
    • 発表場所
      吹田
    • 年月日
      20130607-20130608
  • [学会発表] Raman Optical Activity Spectra of Poly(L-proline) II Helix in Alanine Peptides2013

    • 著者名/発表者名
      Furuta, M., Eguchi, T., Unno, M
    • 学会等名
      13th Kyushu-Seibu/Pusan-Kyeongnam Joint Symposium on High Polymers (16th) and Fibers (14th) in Saga
    • 発表場所
      Saga
    • 年月日
      2013-11-09
  • [学会発表] Raman Optical Activity Probes Structural Deformations of the Chromophore in a Photoreceptor Protein2013

    • 著者名/発表者名
      Masashi Unno
    • 学会等名
      2nd International Symposium on Host Compounds for Separation and Functionality in Saga
    • 発表場所
      Saga
    • 年月日
      2013-07-12
    • 招待講演
  • [備考] 佐賀大学 海野研究室

    • URL

      http://biophysics.chem.saga-u.ac.jp

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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