温度ジャンプによるプリオン中間体形成反応の速度論的解析

温度跳跃引起的朊病毒中间体形成反应的动力学分析

基本信息

批准号：
16041218
负责人：
桑田一夫
金额：
$ 9.22万
依托单位：
Gifu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

これまで一般的に用いられて来た高速混合法の時間分解能は100マイクロ秒からミリ秒のオーダーであり、蛋白質の構造形成過程を観測するには不十分な場合が多かった。たとえば、マウスプリオンのフォールディング反応の場合、ヘリックスB,Cの形成反応は50μsの時定数で起きるが、ヘリックスAの形成反応はさらに速く、これまでに時定数を求める試みには成功していない。一方、格子モデルを用いた我々の計算機シュミレーションの結果は、非指数関数的な速度過程がフォールディング反応の初期に出現することを示している。我々は、蛋白質の速いフォールディング反応を追跡するため、ナノ秒分解能をもつレーザー温度ジャンプシステムの開発を行った。本システムでは、YAGレーザーにより発振された波長1064nmのパルスレーザー光が、水素ガスを封入されたラマンシフターを通り、1907nmの光に変換される。このレーザー光は、サンプル水溶液に吸収され、サンプルの温度を上昇させる。観測光はXeランプを用いた白色の連続光を用いた。検出側は、ナノ秒時間分解能を持つ光電子増倍管を用いた。このシステムにより、温度ジャンプに伴う蛋白質のナノ秒スケールでの応答を、紫外吸収、あるいは、蛍光を用いてモニターすることが可能となった。我々は本システムを用いて蛋白質β-ラクトグロブリンの低温変性からの巻き戻り反応を観測し、反応開始後30μsに出現する新たな反応過程をみいだした。この反応過程は、現在まで観測されたことのない特徴的な非指数関数的挙動を示した。現在、この反応過程の理論的解析を行っている。

到目前为止，通常使用的高速混合方法的时间分辨率是从100微秒到毫秒到毫秒的订单，并且通常不足以观察蛋白质的结构形成过程。例如，在小鼠prion折叠反应的情况下，螺旋B和C的形成反应以50μs的固定数量发生，但是螺旋A的形成反应甚至更快，并且尚未成功地寻找时间常数迄今为止。另一方面，我们使用晶格模型的计算器仿真结果表明，非索引功能速度过程在折叠反应中出现早期出现。我们已经开发了一种具有纳秒分辨率的激光温度跳跃系统，以跟踪蛋白质的快速折叠反应。在该系统中，通过YAG激光器振荡的波长为1064 nm的脉冲激光通过带有氢气的拉曼变速器将其转换为1907nm的光。该激光光被样品水溶液吸收，并升高样品的温度。观察灯使用XE灯与白色连续灯一起使用。检测侧使用具有纳米底液的时间分辨率的可光编码管。使用该系统，可以使用紫外吸收或荧光来监测与温度跳跃相关的纳秒尺度中蛋白质的响应。我们使用该系统观察到蛋白质β-乳球蛋白的低温变性的倒带反应，并发现了一种新的反应过程，该过程在反应开始后30μs出现。该反应过程显示出从未观察到的特征性非指数行为。目前，我们正在对该反应过程进行理论分析。

项目成果

期刊论文数量（14）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Pathogenic role of B cells in anti-CD40 caused necroinflammatory liver disease.

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DOI：
发表时间：
2006
期刊：
The American journal of Pathology. 168
影响因子：
0
作者：
K.Kimura;H.Moriwaki;M.Nagaki;M.Saio;Y.Nakamoto;M.Naito;K.Kuwata;F.V.Chisari;Kiminori Kimura;Kiminori Kimura
通讯作者：
Kiminori Kimura

タンパク質科学-構造・物性・機能-

蛋白质科学-结构、物理性质、功能-

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
影响因子：
0
作者：
K.Kimura;H.Moriwaki;M.Nagaki;M.Saio;Y.Nakamoto;M.Naito;K.Kuwata;F.V.Chisari;Kiminori Kimura;Kiminori Kimura;桑田一夫;Akio Soeda;Kazuyuki Hashimoto;桑田一夫編著;Kazuo Kuwata;桑田一夫
通讯作者：
桑田一夫

バイオインフォーマティクスによるプリオン病治療薬の開発

利用生物信息学开发朊病毒病疗法

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
化学療法の領域 22(1)
影响因子：
0
作者：
K.Kimura;H.Moriwaki;M.Nagaki;M.Saio;Y.Nakamoto;M.Naito;K.Kuwata;F.V.Chisari;Kiminori Kimura;Kiminori Kimura;桑田一夫
通讯作者：
桑田一夫

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DOI：
发表时间：
2004
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yasumasa Joti;Akio Kitao;Nobuhiro Go;FA.Samatey;Nurul Absar;Shuji Kanamaru;Hitomi Takahashi;Kiminori Kimura;桑田一夫;奥田博明
通讯作者：
奥田博明

Slow conformational dynamics in the hamster prion protein

DOI：
10.1021/bi036123o
发表时间：
2004-04-20
期刊：
BIOCHEMISTRY
影响因子：
2.9
作者：
Kuwata, K;Kamatari, YO;James, TL
通讯作者：
James, TL

DOI：
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作者：
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通讯作者：
Kominato Y