2017 Fiscal Year Annual Research Report
Time-resolved Observation and Elucidation of Functionally-important Molecular Flexibility
| Project Area | Science on Function of Soft Molecular Systems by Cooperation of Theory and Experiment |
|---|
| Project/Area Number |
25104006
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
水谷 泰久 大阪大学, 理学研究科, 教授 (60270469)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
水野 操 大阪大学, 理学研究科, 助教 (10464257)
石川 春人 大阪大学, 理学研究科, 講師 (40551338)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
|
| Keywords | ラマン分光学 / アロステリー / 時間分解分光学 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、主に時間分解共鳴ラマン分光法を用いて、機能部位間の連動的な構造変化を可能にするタンパク質の構造変化と、構造変化を駆動する分子内のエネルギーフローを明らかにした。
１．光駆動イオン輸送タンパク質の構造変化と機能発現機構の研究 光駆動塩化物イオン輸送タンパク質ハロロドプシンについて、光励起に伴う発色団の構造ダイナミクスを、時間分解共鳴ラマン分光法を用いて調べた。光サイクルにおける発色団構造の遷移、特にシッフ塩基が形成する水素結合の変化をスペクトルに基づいて明らかにした。さらにハロゲン化物イオン依存性を調べ、水素結合パートナーのスイッチングを伴うイオン輸送のモデルを提案した。
２．ガス分子輸送タンパク質の構造変化と機能発現機構の研究 ヒトヘモグロビンに関して、サブユニット間相互作用が三次構造変化の速度に及ぼす影響を調べた。四次構造を保ったもとでの三次構造ダイナミクスを観測し、三次構造変化が四次構造に強く依存することを明らかにした。ヘムとサブユニット間相互作用部位との間で、EFヘリックス（ヘムを保持しているヘリックス）を介した双方向的な原子変位の伝播が起きていると結論した。
３．アロステリー発現の新概念の創出 機能を生み出す構造変化および構造変化を駆動するエネルギーフローについて、ファンデルワールス接触の重要性を明らかにした。タンパク質構造においては原子が密にパックされているがゆえに異方性をもった構造変化が生じ長距離の部位間が相関するという、アロステリー発現の新概念（functional compactness）を提案した。
|
| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
|
