力学的応答測定を利用した極微小タンパク質結晶の判別・評価法の開発

利用机械响应测量开发超小蛋白质晶体的识别和评估方法

• 批准号: 21657026
• 负责人: 田中 勲
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21657026/
• 关键词: X線結晶解析; タンパク質結晶化; 走査型プローブ顕微鏡; X線結晶解析; タンパク質結晶化; 走査型プローブ顕微鏡

本研究課題では,タンパク質結晶化初期スクリーニングにおいて析出する極微小結晶様物質の力学的応答特性を,走査型プローブ顕微鏡を用いて測定するための研究開発を行った.前年度までに,走査型プローブ顕微鏡でタンパク質結晶を観察する系を構築し,さらに塩の結晶についても同様の実験系を考案した.本年度は,タンパク質結晶および塩結晶の測定数を増やすことに取り組んだ.タンパク質結晶については,ニワトリ卵白リゾチームと甘味タンパク質ソーマチンについては成功したが,確立した実験系ではかなり高濃度のタンパク質溶液が多量に必要となり,かつ通常の結晶化とは方式が異なるため,既存の結晶化戦略との溝を埋めるような研究が必要とされる.また本課題内で,結晶面の違いによって,力学的性質の差異が示唆されたため,異なる結晶面の特性を比較検討する研究が必要であることが見出された.塩類の結晶について本年度は,前年に成功したNaClと同様の方法によってさまざまな塩類を結晶化させることを試みたが,NaCl以外では測定に適した結晶を得ることはできず,タンパク質と塩類を詳細に比較するためには,異なる方法で結晶を得る必要がある.タンパク質とNaClの結晶の力学的応答を比較した場合,前者のほうが弾性に富むこと,またNaClの結晶は,表面に強い電荷を帯びていることが示唆され,結晶の判別に応用できることが期待された.しかし,タンパク質と塩類の両者を同じ条件下で計測することは,本課題内では技術的に難しく,いずれも将来的な発展研究が待たれる.以上の結果から,(1)リゾチームとソーマチンの結晶表面を同一の実験系で観察したこと,(2)タンパク質結晶表面の力学的応答を測定したこと,(3)類似の実験系でNaClの結晶表面を観察し,タンパク質結晶と比較したことという新規の3点について現在投稿論文の準備中である.

在本研究主题中，我们进行了研发，以测量使用扫描探针显微镜早期筛选蛋白质结晶期间沉淀出的超微晶样物质的机械反应特性。在上一年，我们构建了一个使用扫描探针显微镜观察蛋白质晶体的系统，并为盐晶体设计了类似的实验系统。今年，我们致力于增加蛋白质晶体和盐晶体的数量。对于蛋白质晶体，我们在蛋白质晶体方面取得了成功，尽管已建立的实验系统需要大量的蛋白质溶液具有相当高的浓度，并且该方法与正常结晶不同，但有必要研究现有结晶策略之间的差距。此外，在这个主题中，通过晶体平面的差异提出了机械性能的差异，并且发现需要进行比较和检查不同晶体平面的性质的研究。关于今年的盐晶体，我们能够跟随上一年。尽管我们试图使用类似于成功NaCl的方法来结晶各种盐，但我们无法获得适合于NaCl以外测量的晶体，并且为了详细比较蛋白质和盐，有必要使用不同的方法获得晶体。在比较蛋白质和NaCl晶体的机械响应时，建议前者更弹性，而NaCl晶体在表面上具有很强的电荷，并且可以预期它们可以应用于晶体的歧视。但是，从技术上讲，在该主题相同条件下测量蛋白质和盐在技术上很难，并且正在等待未来的发展研究。从上述结果中，目前正在为提交论文准备三个新点：（1）在同一实验系统中观察到溶菌酶和躯体蛋白的晶体表面，（2）测量蛋白质晶体表面的机械响应，（3）在与蛋白质晶体的类似实验性系统中观察到NaCl的NaCl的晶体表面。