2001 Fiscal Year Annual Research Report
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13853002
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
寺嶋 正秀 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (00188674)
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| Keywords | 過渡回折格子 / 体積変化 / 拡散係数 / 蛋白質 / 構造変化 / 光反応 |
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| Research Abstract |
蛋白質の過渡種ダイナミクスと、反応中間体蛋白質の構造の揺らぎの相関を知ることは非常に重要である。ここでは、幅広い時間スケールでエネルギーと高次の構造変化を追跡し、生体分子の動的landscapeを描くことを目標とした。まず、本年度は、システム構成に力を注ぎ、僅かの構造変化も検出可能なシステムを作り上げた。また、本手法をミオグロビン分子に適用した。その結果、40年にわたる過渡吸収やラマン分光研究でも観測されたことの無いダイナミクスがはじめて見られ、新しい展開を生み出すことができた。この信号を定量的に解析することで、光で切れた一酸化炭素(CO)は初め蛋白内にトラップされており・そのトラップサイトは2つあること、蛋白質から抜け出るのに室温で700nsかかること、COが切れた瞬間に蛋白質は約5ml/molの体積収縮があること、COが蛋白質から出ると15ml/molの膨張になることなどが明らかとなった。また反応軸に沿ったエネルギー準位を実験的に描くことに初めて成功した。更にPYPという光受容蛋白質に対し、本手法を適用した。この光サイクルの第一過程におけるエンタルピー変化・体積変化を測定することに成功した。この結果は、最近行われた時間分解X線構造解析の結果と大きく異なっており、蛋白質の構造変化は溶液中と結晶中ではかなり異なっていることが示された。また拡散定数や熱膨張係数の時間変化を観測することにも成功し、この変化から、やはり蛋白構造のやわらかさについての知見が得られた。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] J.Choi: "A pHjump reaction studied by the transient gtating method : Photodissociation of o-nitro-benzaldehyde"J.Phys.Chem.A. 105. 12-18 (2001)
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[Publications] M.Sakakura: "Dynamics of structure and energy of horse carboxymyoglobin after photodissociation of the carbon monoxide"J.Am.Chem.Soc.. 123. 4286-4294 (2001)
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[Publications] Y.Nishioku: "A spectrally silent transformation in the photolysis of octopus rhodopsin : a protein conformational change without any accompanying change of the chromophore's absorption"Biophy.J.. 80. 2922-2927 (2001)
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[Publications] K.0kamoto: "Translational Diffusion of lon Radicals Created by Electron Transfer in Charged Micellar Solutions probed by the Transient Grating Method and the Taylor Dispersion Method"J.Phys.Chem.A. 105. 6586-6593 (2001)
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[Publications] T.Ohmori: "Thermal diffusivities and sound velocities of supercritical methanol and ethanol measured by the transient qratinq method"Phys.chem.chem.Phys.. 3. 3994-4000 (2001)
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[Publications] M.Sakakura: "The structural dynamics and ligand releasing process after the photodissociation of sperm whale carboxymyoglobin"J.Phys.Chem.B. 105. 10424-10434 (2001)
