高干渉性X線を用いた蛋白質分子内部運動の時間相関測定

使用高度相干 X 射线对蛋白质分子内部运动进行时间相关测量

基本信息

批准号：
17654084
负责人：
中迫雅由
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17654084/
关键词：
生体分子 X線散乱干渉性中間散乱関数放射光ダイナミクス

项目摘要

本申請では、蛋白質の運動性を実時間計測できる新たな実験手法として高干渉性X線を利用したスペックルパターンの時分割測定による蛋白質内部運動の時間相関測定を試みた。実験では、まず、X線ミラーによってアンジュレーターから放射されるX線の高調波成分を除去し、モノクロメータで単色X線(波長1A)を得、チョッパーによってパルス状X線を作り時間分割測定に供した。さらに、単色化X線を10ミクロン程度のアパチャに通してフラウンホーファー回折させ、エアリーディスク中心部分に局在する高干渉性X線を切り出して試料に入射する。検出器には空間分解能の高いイメージインテンシファイヤを取り付けたCCDカメラを使用して散乱データの取得を行った。本年度は、前年度に問題となった試料の微小な振動の原因を探るため、堅牢な大型定盤を使用して、周辺環境からの振動伝播を遮断して測定を試みた。その結果、十分に解析に耐える測定データが取得可能なセットアップを初めて見出すことができた。この測定において、金コロイドの拡散係数がEinstein-Stokes則が教える拡散係数からずれる傾向が見出された。今後、蛋白質を金コロイド粒子で修飾してその運動を間接的に観測することを想定している。生体高分子試料として、コラーゲンや紫膜からのスペックルパターン、さらには、グルタミン酸脱水素酵素結晶の低分解能反射の時間変化についても測定をいった。これスペックルパターンを解析するためのソフトウエアの開発も継続して実施した。

在本应用中，我们尝试使用高度相干X射线对散斑图案进行时分测量来测量蛋白质内部运动的时间相关性，作为一种可以实时测量蛋白质迁移率的新实验方法。实验中，首先用X射线镜去除波荡器发射的X射线的谐波成分，单色仪获得单色X射线（波长1A），斩波器产生脉冲X射线进行时分测量。假如。此外，单色X射线通过约10微米的孔径进行夫琅和费衍射，位于艾里斑中心的高度相干的X射线被切出并入射到样品上。配备高空间分辨率图像增强器的CCD相机被用作检测器来获取散射数据。今年，为了找出导致前一年出现问题的样品中微小振动的原因，我们尝试使用大型、坚固的平台来阻止来自周围环境的振动传播进行测量。结果，我们第一次找到了一种设置，使我们能够获得足以进行分析的测量数据。在该测量中，发现金胶体的扩散系数倾向于偏离爱因斯坦-斯托克斯定律所教导的扩散系数。未来，我们计划用胶体金颗粒修饰蛋白质并间接观察它们的运动。作为生物聚合物样品，我们测量了胶原蛋白和紫色膜的斑点图案，以及谷氨酸脱氢酶晶体的低分辨率反射的时间变化。我们还继续开发分析散斑图案的软件。