Probing conformational changes in protein reaction sites via Raman optical activity

通过拉曼光学活性探测蛋白质反应位点的构象变化

基本信息

批准号：
21K04997
负责人：
藤澤知績
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Saga University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究で対象とする光受容タンパク質は一般に発色団を言われる色素分子を内部に持ち、これらのタンパク質のなかで起こる発色団の光化学反応によって光感知やイオン輸送などの機能を発現する。今年度は微生物由来の種々の光受容タンパク質に対して、低温ラマン測定による発色団の光化学反応機構の研究を進め、光反応で生成する中間体の立体的構造を取得するために低温捕捉法を用いたラマン光学活性分光装置の開発を行った。低温ラマン測定ではレチナール色素を発色団として内包する微生物型ロドプシンやp-クマル酸を持つ光活性イエロータンパク質を具体的な研究対象とした。光活性イエロータンパク質については光反応の初期に現れる複数の中間体について網羅的な低温ラマン測定とラマンスペクトルに基づいた構造解析を実施した。光駆動型のナトリウムイオンポンプとして知られる微生物型ロドプシンについては、これまで不明であったO1およびO2中間体の発色団構造が得られ、これら２つ中間体の間でシス-トランス異性化が起こることを明らかにした。これら光受容タンパク質の中間体に対するラマン光学活性装置の開発と応用に関しては、光学系を組み上げて典型的なキラル分子のラマン光学活性スペクトルをクライオスタット内で測定できる段階となった。

作为本研究对象的光感受器蛋白质通常在其内部具有称为发色团的染料分子，并且它们通过这些蛋白质内发生的发色团的光化学反应表现出光感应和离子传输等功能。本财年，我们将利用低温拉曼测量对源自微生物的各种光感受器蛋白进行生色团的光化学反应机制研究，并利用低温捕获方法获得光反应中产生的中间体的三维结构我们开发了拉曼旋光光谱装置。在低温拉曼测量中，我们重点关注微生物视紫红质（含有视网膜色素作为发色团）和光敏黄色蛋白（含有对香豆酸）。对于光活性黄色蛋白，我们对光反应早期出现的多种中间体进行了全面的低温拉曼测量和基于拉曼光谱的结构分析。对于被称为光驱动钠离子泵的微生物视紫红质，获得了以前未知的 O1 和 O2 中间体的发色团结构，并揭示了这两种中间体之间发生的顺反异构化。对于这些感光蛋白中间体的拉曼旋光设备的开发和应用，我们已经达到了组装光学系统并可以在低温恒温器中测量典型手性分子的拉曼旋光光谱的阶段。

项目成果

期刊论文数量（21）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

オクラハマ州立大学(米国)

俄克拉荷马州立大学（美国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Conformation of Retinal Schiff Base in Proteorhodopsin Based on Raman Optical Activity

基于拉曼旋光度的视网膜希夫碱在变形视紫红质中的构象

DOI：
10.2142/biophys.62.331
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
藤澤知績;海野雅司
通讯作者：
海野雅司

近赤外ラマン分光法の色素タンパク質への応用

近红外拉曼光谱在色素蛋白中的应用

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
藤澤知績;海野雅司
通讯作者：
海野雅司

Structural basis of the protochromic green/red photocycle of the chromatic acclimation sensor RcaE

色适应传感器 RcaE 的原色绿/红光循环的结构基础

DOI：
10.1073/pnas.2024583118
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takayuki Nagae; Masashi Unno; Taiki Koizumi; Yohei Miyanoiri; Tomotsumi Fujisawa; Kento Masui; Takanari Kamo; Kei Wada; Toshihiko Eki; Yutaka Ito; Yuu Hirose; Masaki Mishima
通讯作者：
Masaki Mishima

Femtosecond time-resolved absorption study of signaling state of a BLUF protein PixD from the cyanobacterium synechocystis: hydrogen bond rearrangement completes during forward proton-coupled electron transfer

蓝藻集胞藻 BLUF 蛋白 PixD 信号状态的飞秒时间分辨吸收研究：氢键重排在正向质子耦合电子转移过程中完成