2003 Fiscal Year Annual Research Report

微弱光源を用いた高速CCDカメラ高時間分解分光光度計の開発

Research Project

Project/Area Number	13354010
Research Institution	KYOTO UNIVERSITY
Principal Investigator	七田芳則京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60127090)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	堀口千代春浜松ホトニクス(株)システム(事)第1設計部, グループ長代理
Keywords	ロドプシン / 吸収分光 / 蛍光分光 / CCDカメラ / 工学技術 / 光受容蛋白質
Research Abstract	第2年度までにシステム構築したCCDカメラ分光光度計を用いて、種々の実験条件下で光受容タンパク質の光反応解析を行った。その結果、以下の成果を得ることができた。 1.蛍光測定によるタンパク質からの発色団(レチナール)結合・解離過程の解析ロドプシンのトリプトファン残基に由来する蛍光強度の変化過程を解析することにより、タンパク質からの発色団(レチナール)の結合・解離過程の反応動力学的解析を行うことができる。本研究により開発したCCDカメラ分光光度計は高速かつ高感度で広波長領域の微弱蛍光の検出が可能であるため、このような研究の発展の可能性を模索した。試料の退色量をなるべく減らすために撹拌機能付きの試料セルホルダーを新規に取り付け、ロドプシンの光反応後の蛍光(励起光295nm,測定波長300-500nm)の時間変化を測定した。その結果、吸収分光によって得られた発色団の解離過程とほぼ同じ時間領域で蛍光強度の増加が観測された。また、発色団結合時には、同様に吸収分光によって観測されるのとほぼ同じ時間領域で蛍光強度の減少が観測された。蛍光測定に用いる試料濃度は吸収測定の場合よりも10分の1程度で良いため、発現蛋白質などの発色団結合・解離過程の実時間解析に役立つことが期待される。 2.ロドプシン以外の光受容タンパク質に対する適用本システムの構築にはロドプシンを試料として用いてきたが、他の米受容蛋白質の研究にも威力を発揮することが期待される。実際、ロドプシンよりも皮応が速い錐体光受容蛋白質や、ロドプシン変異体の測定に、本システムが適用できることがわかった。また、バクテリアや植物の光受容蛋白質についても共同研究により初期の実験をはじめている。これまでの分光装置では得られなかった高時間分解能・高精度の実験結果を得ており、今後の詳細な解析により新たな現象の発見につながることが期待される。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] Y.Furutani: "Structural Changes of Water Molecules during the Photoactivation Processes in Bovine Rhodopsin"Biochemistry. 42・32. 9619-9625 (2003)
[Publications] Y.Furutani: "Structural Changes in Lumirhodopsin and Metarhodopsin I Studied by Their Photoreactions at 77 K"Biochemistry. 42・28. 8494-8500 (2003)
[Publications] T.Hirano: "Effect of Anion Binding on the Thermal Reverse Reaction of Bathoiodopsin : Anion Stabillizes Two Forms of Iodopsin"Biochemistry. 42・43. 12700-12707 (2003)
[Publications] T.Morizumi: "Two-Step Interaction Mechanism of Rhodopsin Intermediates with C-Terminal Region of Transducin Alpha-Subunit"J.Biochem.. 134. 259-267 (2003)
[Publications] A.Terakita: "Counterion displacement in the molecular evolution of the rhodopsin family"Nat Struct Mol Biol.. 134・2. 259-267 (2004)
[Publications] 七田芳則: "色覚の分子機構"脳21. 6. 369-373 (2003)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

微弱光源を用いた高速CCDカメラ高時間分解分光光度計の開発

Principal Investigator

七田 芳則 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60127090)

Research Products

[Publications] Y.Furutani: "Structural Changes of Water Molecules during the Photoactivation Processes in Bovine Rhodopsin"Biochemistry. 42・32. 9619-9625 (2003)

[Publications] Y.Furutani: "Structural Changes in Lumirhodopsin and Metarhodopsin I Studied by Their Photoreactions at 77 K"Biochemistry. 42・28. 8494-8500 (2003)

[Publications] T.Hirano: "Effect of Anion Binding on the Thermal Reverse Reaction of Bathoiodopsin : Anion Stabillizes Two Forms of Iodopsin"Biochemistry. 42・43. 12700-12707 (2003)

[Publications] T.Morizumi: "Two-Step Interaction Mechanism of Rhodopsin Intermediates with C-Terminal Region of Transducin Alpha-Subunit"J.Biochem.. 134. 259-267 (2003)

[Publications] A.Terakita: "Counterion displacement in the molecular evolution of the rhodopsin family"Nat Struct Mol Biol.. 134・2. 259-267 (2004)

[Publications] 七田芳則: "色覚の分子機構"脳21. 6. 369-373 (2003)

七田芳則京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60127090)