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2011 年度 実績報告書

低収量生体分子の時間分解計測を目指したマイクロ流体ミキサーの開発

研究課題

研究課題/領域番号 23687022
研究機関分子科学研究所

研究代表者

木村 哲就  分子科学研究所, 生命・錯体分子科学研究領域, 助教 (70506906)

キーワードマイクロミキサー / 生体分子 / 蛍光測定 / 化学反応
研究概要

分子の自己組織化あるいは分子間結合の分子機構を明らかにするためには、そのコンフォメーション変化を実時間観察することが重要である。特に溶液の迅速混合によって反応を開始する方法は種々の反応場を提供でき、また様々な測定法と用意に組み合わせられるという特長がある。
しかし、従来の方法では大量の試料を必要とするために対象にできる生体試料が限定されており、時間分解能も数ミリ秒程度が限界である。本申請研究では新規のマイクロ流体連続フローミキサーを開発し、顕微分光法と組み合わせることによって、試料の消費量を抑制し、時間分解能を向上させた新規の計測系を構築することを試みた。
平成23年度にはミキサーの開発、及び顕微システムを用いた蛍光強度測定・蛍光寿命測定系の構築を行った。マイクロ流体ミキサーの製作は分子科学研究所装置開発室の協力を得て行い、PDMSを用いたフォトリソグラフィーを行うことで、20μm幅の流路を持つマイクロ流体ミキサーを作製した。このミキサーをOlympus製倒立型蛍光顕微鏡に組み込み、3μmになる蛍光試料が発する蛍光の輝線を捉えることに成功した。また、二重蛍光標識したβバレル膜蛋白質OmpAの発現・精製系の構築に成功した。加えて、マグネシウム輸送膜蛋白質であるMgtEの赤外分光計測を行い、構築した蛍光強度測定系に適した試料であることを確認した。

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

生体分子反応の計測系の構築に成功しており、また計測に資する試料の調製にも成功していることから、当初の予定通り計画が進展しているものと考える。

今後の研究の推進方策

レーザーとピンホールを用いた共焦点系を組み立てることで、より高い空間分解能を実現し、より正確な蛍光強度計測を目指す。検出には蛍光強度計測のほかに、蛍光寿命測定あるいは蛍光相関分光法を用いることで、蛋白質分子に導入した蛍光供与体・受容体間距離などの構造情報あるいは動的性質をそれぞれ明らかにする。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Direct visualization reveals dynamics of a transient intermediate during protein assembly2011

    • 著者名/発表者名
      Zhang X, Lam VQ, Mou Y, Kimura T, Chung J, Chandrasekar S, Winkler JR, Mayo SL, Shan SO
    • 雑誌名

      Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.

      巻: 108 ページ: 6450-6455

    • DOI

      21464281

    • 査読あり
  • [学会発表] Stepwise conformational changes upon anion pumping during the pharaonis halorhodopsin photocycle revealed by H/D unexchangeable amide-A vibrations2012

    • 著者名/発表者名
      Kimura, T., Kandori, H., and Furutani, Y
    • 学会等名
      5th International Symposium on Nanomedicine (ISNM2011)
    • 発表場所
      名古屋大学ESホール(愛知県)
    • 年月日
      20120315-17
  • [学会発表] Ion-selective mechanism of Mg^<2+> transporter MgtE studied by attenuated total refrection FTIR spectroscopy2012

    • 著者名/発表者名
      Tetsunari Kimura, Shintaro Douki, Ryuichiro Ishitani, Osamu Nureki, Yuji Furutani
    • 学会等名
      4^<th> Japan-Korea Seminar on Biomolecular Sciences-Experiments and Simulations
    • 発表場所
      東大寺文化センター(奈良県)
    • 年月日
      20120109-20120111
  • [学会発表] 体分子反応の実時間観察を可能にする溶液混合装置の開発と応用例2012

    • 著者名/発表者名
      木村哲就
    • 学会等名
      分子科学研究所技術課セミナー「フォトリソグラフィー技術の基礎と応用」
    • 発表場所
      岡崎カンファレンスセンター(愛知県)
    • 年月日
      2012-03-26
  • [学会発表] 全反射赤外分光法によるMg^<2+>輸送体MgtEのイオン選択機構の解析2012

    • 著者名/発表者名
      木村哲就, 道喜慎太郎, 石谷隆一郎, 濡木理, 古谷祐詞
    • 学会等名
      2011年度日本生物物理学会中部支部講演会
    • 発表場所
      名古屋大学野依記念学術交流館(愛知県)
    • 年月日
      2012-03-19
  • [学会発表] 全反射赤外分光法によるMg^<2+>輸送体MgtEのイオン選択機構の解析2011

    • 著者名/発表者名
      木村哲就、道喜慎太郎、石谷隆一郎、濡木理、古谷祐詞
    • 学会等名
      生体エネルギー研究会第37回討論会
    • 発表場所
      京都産業大学神山ホール(京都府)
    • 年月日
      20111220-20111222
  • [学会発表] 全反射赤外分光法によるMg^<2+>輸送体MgtEのイオン選択機構の解析2011

    • 著者名/発表者名
      木村哲就、道喜慎太郎、石谷隆一郎、濡木理、古谷祐詞
    • 学会等名
      第49回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      兵庫県立大学姫路書写キャンパス(兵庫県)
    • 年月日
      20110916-20110918
  • [学会発表] 全反射赤外分光法によるMg^<2+>輸送体MgtEのイオン選択機構の解析2011

    • 著者名/発表者名
      木村哲就、道喜慎太郎、石谷隆一郎、濡木理、古谷祐詞
    • 学会等名
      第11回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      ホテル阪急エキスポパーク(大阪府)
    • 年月日
      20110607-20110609
  • [図書] Protein Folding and Misfolding : Shining Light by Infrared Spectroscopy. "Watching Dynamicsl Events in Protein Folding in the Time domain from Submilliseconds to Seconds : Continuous-Flow Rapid-Mixing Infrared Spectroscopy."2011

    • 著者名/発表者名
      S.Takahashi, T.KIMURA
    • 総ページ数
      26
    • 出版者
      Springer-Verlag

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公開日: 2013-06-26  

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