光による分子間相互作用の変化を利用した結晶成長

利用光引起的分子间相互作用的变化来生长晶体

基本信息

批准号：
17034009
负责人：
奥津哲夫
金额：
$ 3.14万
依托单位：
Gunma 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：
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-17034009/
关键词：
タンパク質結晶結晶核形成リゾチーム Thaumatin

项目摘要

タンパク質の高次構造を明らかにし、機能を理解する方法はX線結晶構造解析である。このためには結晶化は必須の作業である。しかし、この行程には定法がなく、熟練した研究者の経験と勘に頼っている。解析作業はSPring-8の稼働により飛躍的に進歩しているので、優れた結晶作成方法の出現が待ち望まれている。我々は弱いUV光をリゾチームの過飽和溶液に短時間照射すると結晶核の形成が促進されることを見いだした。この機構を理解し、タンパク質の結晶化手法として一般化することを目的とする。これまでに得られた成果を下記に示す。1.再現性の確立。光照射による結晶化の結果を安定して得るために、結晶出現の頻度に不確定さを与える因子を解明し、再現性の高い実験方法を確立した。光照射を行わない条件では結晶が出現しない溶液から、光照射により確実に結晶を出現させることが可能となった。2.分子間相互作用の測定。動的光散乱測定を行い、光照射によりリゾチーム分子間の相互作用が引力になることを見いだした。反応中間体の分子間相互作用を光で変化させることにより結晶化を引き起こすことが可能となることが判明した。3.過渡吸収測定を行い、トリプトファン残基が中性ラジカルとなった反応中間体が結晶核形成に関与していると推測した。4.Thaumatinでも光誘起結晶化が確認された。Thaumatinでは溶解度以下の濃度の溶液でも核形成が確認された。5.光誘起結晶化により適した結晶化処方の開発を検討した。その結果、ポリエチレングリコールなどの非電荷ポリマーを添加すると、結晶化の駆動力が同じ条件であっても、ポリマー添加を行った場合ではより結晶化が促進されることを見いだした。

X射线晶体学是揭示蛋白质高阶结构并了解其功能的方法。为此，结晶是必不可少的操作。然而，这个过程没有标准方法，它依赖于经验丰富的研究人员的经验和直觉。随着 SPring-8 的运行，分析工作取得了巨大进展，我们热切地等待着一种生产晶体的优越方法的出现。我们发现用弱紫外光短期照射溶菌酶的过饱和溶液可以促进晶核的形成。目的是了解这种机制并将其概括为蛋白质结晶方法。迄今为止获得的结果如下所示。 1.建立再现性。为了通过光照射获得稳定的结晶结果，我们阐明了导致晶体出现频率不确定的因素，并建立了高度重现性的实验方法。现在已经可以可靠地使在没有光照射的条件下不出现的溶液中出现晶体。 2. 分子间相互作用的测量。我们进行了动态光散射测量，发现溶菌酶分子之间的相互作用由于光照射而变得有吸引力。已经发现可以通过用光改变反应中间体的分子间相互作用来诱导结晶。 3.我们进行了瞬态吸收测量，推测色氨酸残基变成中性自由基的反应中间体参与了晶体成核。 4. 索马甜也证实了光诱导结晶。对于索马甜，即使在浓度低于溶解度的溶液中也证实了成核作用。 5. 我们研究了更适合光诱导结晶的结晶配方的开发。结果发现，当添加不带电的聚合物如聚乙二醇时，即使当结晶驱动力相同时，也更加促进结晶。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

タンパク質の光誘起結晶化

蛋白质的光诱导结晶

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
日本結晶成長学会誌 33
影响因子：
0
作者：
奥津哲夫;平塚浩士
通讯作者：
平塚浩士

群馬大学研究室から「新時代への視点」

群马大学实验室的“新时代展望”

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
影响因子：
0
作者：
Mitsunori Matsushita;Keigo Kamata;Kazuya Yamaguchi;Noritaka Mizuno;奥津哲夫
通讯作者：
奥津哲夫

Enhancement of light-induced nucleation of lysozyme in the presence of polyethylene glycol (PEG) 4000

聚乙二醇 (PEG) 4000 存在下增强光诱导溶菌酶成核

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Chem. Lett. 36(2)
影响因子：
0
作者：
Okutsu;T.; Sato;M.; Furuta;K.; Fujinaga;Y.; Horota;K.; Obi;K.; Horiuchi;H.; Hiratsuka;H.
通讯作者：
H.

Detection of Covalent-bonded Dimer in Photochemical-induced Crystallization of Protein

光化学诱导蛋白质结晶中共价键二聚体的检测

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Chem.Lett. 36
影响因子：
0
作者：
G.Sazaki;et al.;一國伸之;K.Furuta et al.
通讯作者：
K.Furuta et al.

Production and Excited State Dynamics of the Photorearranged Isomer of Benzyl Chloride

氯化苄光重排异构体的生成及激发态动力学

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
J. Phys. Chem. A 109
影响因子：
0
作者：
M.Nagano;T.Suzuki;T.Ichimura;T.Okutsu;H.Hiratsuka;S.Kawauchi
通讯作者：
S.Kawauchi

DOI：
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通讯作者：
Tetsuo Okutsu

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发表时间：
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通讯作者：
栗田昌昭

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DOI：
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作者：
Keisuke Terashima;Asumi Sakai;Daisuke Suda;Toshitada Yoshihara;Atsushi Kobayashi;Seiji Tobita,;Tetsuo Okutsu;奥津哲夫
通讯作者：
奥津哲夫