• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2017 年度 実績報告書

金属ナノプローブを用いた分子モーターの運動と構造変化の高速1分子計測

公募研究

研究領域理論と実験の協奏による柔らかな分子系の機能の科学
研究課題/領域番号 16H00858
研究機関大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設)

研究代表者

飯野 亮太  大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設), 岡崎統合バイオサイエンスセンター, 教授 (70403003)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワード分子モーター / 1分子計測 / 光学顕微鏡
研究実績の概要

1.金ナノ粒子を用いた1分子計測の位置決定精度の改善:1分子計測における位置決定精度σは、理想的には像(点像分布関数)の広がりsと得られるフォトン数Nで決まる。sは200nm程度であり、1 Åの位置決定精度を達成するには400万個のフォトンが必要となる。しかし実際の計測では、画像のピクセルサイズaが有限で背景光の揺らぎ(標準偏差b)があることから、位置決定精度は理想的条件よりも劣る。我々は、上記のパラメーターを改善することで、波長532nmのレーザーで照明した直径40nmの金ナノ粒子の散乱像において、位置決定精度3Å、時間分解能0.5 msを達成した。
2.リニア分子モーターキチナーゼの高位置決定精度1分子計測:キチナーゼの1ナノメートルのステップを可視化することに成功した。また、様々な基質結合状態のキチナーゼのX線結晶構造解析を行った。さらに決定した構造を元に、全原子分子動力学シミュレーションを行った。これらの複合的な取り組みにより、キチナーゼの化学力学共役の素過程の詳細を解明することに成功した。
3.金ナノ粒子、銀ナノ粒子を用いたデュアルカラー1分子イメージング法の開発:金ナノ粒子と銀ナノ粒子のプラズモン共鳴の波長が大きく異なる。この性質を利用し、波長404nmと520nmのレーザーおよびデュアルビュー光学系を用いて金ナノ粒子、銀ナノ粒子を区別して同時に観察することに成功した。高速CMOSカメラと組み合わせることにより、ナノメートルの位置決定精度とマイクロ秒の時間分解能を達成した。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Rate constants, processivity, and productive binding ratio of chitinase A revealed by single-molecule analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura A, Tasaki T, Okuni Y, Song C, Murata K, Kozai T, Hara M, Sugimoto H, Suzuki K, Watanabe T, Uchihashi T, Noji H, Iino R
    • 雑誌名

      Phys Chem Chem Phys

      巻: 20 ページ: 3010-3018

    • DOI

      10.1039/C7CP04606E

    • 査読あり
  • [学会発表] High-speed single-molecule measurement of molecular motors with metallic nanoprobes2017

    • 著者名/発表者名
      Ryota Iino
    • 学会等名
      KAKENHI International Symposium on "Studying the Function of Soft Molecular Systems"
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Chemo-mechanical coupling mechanisms of linear and rotary molecular motors revealed by high-speed single-molecule imaging analysis2017

    • 著者名/発表者名
      Ryota Iino
    • 学会等名
      第55回生物物理学会年会シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 高速1分子イメージング解析で明らかとなったタンパク質分子モーターの化学力学共役機構2017

    • 著者名/発表者名
      飯野亮太
    • 学会等名
      高分子討論会シンポジウム
    • 招待講演

URL: 

公開日: 2018-12-17  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi