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2013 年度 実施状況報告書

光照射固体NMRを駆使したレチナール異性化と光受容膜タンパク質の構造変化の解明

研究課題

研究課題/領域番号 24570127
研究機関横浜国立大学

研究代表者

川村 出  横浜国立大学, 工学研究院, 准教授 (20452047)

キーワード固体NMR / 膜タンパク質 / レチナール / ダイナミクス / 立体構造 / 細胞膜
研究概要

本研究では固体NMR分光法を用いて、光受容膜タンパク質の構造解析と機能発現メカニズムを明らかにすることが目的であり、本年度は以下のような成果が得られた。
1. バクテリオロドプシンのO中間体を観測するために、13C安定同位体標識レチナールを含むY185F変異体株を作成し、In-situ光照射固体NMR測定を実施した。紫外可視吸収スペクトルの結果と合わせて、O様中間体のNMR信号の帰属に成功した。この信号は興味深いことに基底状態のレチナール配座と極めて類似していた。タンパク質側のNMR信号変化も同時に検出しており、より詳細に解析して構造変化の内容を明らかにしていく。In-situ光照射固体NMRの測定システムをさらに改良した内容をAdv. Biol. Solid State NMR(Book)に発表した。
2. フォボロドプシンの機能に重要な残基であるTyr174の構造変化を調べるためのNMRパルスシーケンスの整理をした。これによってレチナールとTyr174の相関信号を観測することができる準備ができた。
3. アナベナセンサリーロドプシンASRの細胞膜中での三量体構造を決定し、Nature Methods誌に掲載、PDBに登録した(共同研究 カナダ グエルフ大学)。

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

観測が難しいO中間体について、バクテリオロドプシンの変異体のIn-situ光照射固体NMR測定により、その化学シフト値を決定することに成功した。光照射-固体NMRを用いたユニークな実験結果が得られたため、順調に研究が進行している。

今後の研究の推進方策

光照射固体NMR測定により、レチナールの光異性化反応を観測することができたので、それを取り囲むタンパク質側の構造変化を引き続き調べて、光活性メカニズムに関する構造情報を集める。さらに、変異体や細胞膜の成分を変えてタンパク質の変化を観測する予定である。

  • 研究成果

    (13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 (7件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Solid-state NMR spectroscopy structure determination of a lipid-embedded heptahelical membrane protein2013

    • 著者名/発表者名
      S. Wang, R.A. Munro, L. Shi, I. Kawamura, T. Okitsu, A. Wada, S.Y. Kim, K.H. Jung, L.S. Brown*, V. Ladizhansky*
    • 雑誌名

      Nature Methods

      巻: 10 ページ: 1007-1012

    • DOI

      10.1038/NMETH.2635

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of the spherical intermediates and fibril formation of hCT in HEPES solution using solid-state 13C-NMR and transmission electron microscopy2013

    • 著者名/発表者名
      H. Itoh-Watanabe, M. Kamihira-Ishijima, I. Kawamura, M. Kondoh, M. Nakakoshi, M. Sato, A. Naito*.
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 15 ページ: 16956-16964

    • DOI

      10.1039/C3CP52810C

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Drastic sensitivity enhancement in 29Si MAS NMR of zeolites and mesoporus silica materials by paramagnetic doping of Cu2+2013

    • 著者名/発表者名
      S. Inagaki, I. Kawamura, Y. Sasaki, K. Yoshida, Y. Kubota, A. Naito
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 15 ページ: 13523-13531

    • DOI

      10.1039/C3CP51829A

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enantioselective Photochromism of Diarylethenes in Human Serum Albumin2013

    • 著者名/発表者名
      M. Fukagawa, I. Kawamura, T. Ubukata, Y. Yokoyama
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 19 ページ: 9434-9437

    • DOI

      10.1002/chem.201301459

    • 査読あり
  • [学会発表] 難解な生体分子の構造決定に向けて -横浜国立大学のテニュアトラック制度での研究生活ー2014

    • 著者名/発表者名
      川村出
    • 学会等名
      横浜国立大学テニュアトラックシンポジウム
    • 発表場所
      横浜国立大学 中央図書館メディアホール
    • 年月日
      20140124-20140124
  • [学会発表] 固体MAS NMRによるフォボロドプシンのレチナール-タンパク質間相互作用の解析2013

    • 著者名/発表者名
      川村出
    • 学会等名
      分子研研究会「ロドプシン研究の故きを温ねて新しきを知る」
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター
    • 年月日
      20131118-20131119
    • 招待講演
  • [学会発表] 13C固体MAS NMRによるフォボロドプシンのレチナール-タンパク質間相互作用の解析2013

    • 著者名/発表者名
      川村出、西川亮汰、沖津貴志、和田昭盛、須藤雄気、加茂直樹、内藤晶
    • 学会等名
      第52回NMR討論会
    • 発表場所
      石川県立音楽堂
    • 年月日
      20131112-20131114
  • [学会発表] Retinal-protein interaction in pharaonis phoborhodopsin as studied by 13C solid-state MAS NMR2013

    • 著者名/発表者名
      I. Kawamura, R. Nishikawa, Y. Makino, T. Okitsu, A. Wada, N. Kamo, A. Naito.
    • 学会等名
      The 5th Asia-Pacific NMR symposium
    • 発表場所
      Brisbane, Australia
    • 年月日
      20131027-20131031
  • [学会発表] 13C固体NMRによるフォボロドプシンのレチナール-タンパク質間相互作用の解析2013

    • 著者名/発表者名
      川村出、西川亮汰、槙野義輝、沖津貴志、和田昭盛、加茂直樹、内藤晶
    • 学会等名
      第86回日本生化学会大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      20130911-20130913
  • [学会発表] 光照射-固体NMRを用いた高度好塩菌代謝成分の分析2013

    • 著者名/発表者名
      川村出
    • 学会等名
      ソルトサイエンス平成24年度 助成研究発表会
    • 発表場所
      都市センターホテル
    • 年月日
      20130717-20130717
  • [学会発表] 固体NMRによる細胞膜中で機能する光受容膜タンパク質の構造解析2013

    • 著者名/発表者名
      川村出
    • 学会等名
      生有研シンポジウム
    • 発表場所
      サントリー研究センター
    • 年月日
      20130717-20130717
    • 招待講演
  • [図書] Advances in Biological Solid State NMR2014

    • 著者名/発表者名
      A. Naito and I. Kawamura
    • 総ページ数
      608
    • 出版者
      Royal Society of Chemistry
  • [備考] 横浜国立大学 研究者総覧

    • URL

      http://er-web.jmk.ynu.ac.jp/html/

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公開日: 2015-05-28  

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