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中性子非弾性散乱で観るタンパク質ダイナミクスに対する水和の影響

Effect of hydration on protein dynamics studied by neutron inelastic scattering

中川 洋   

Nakagawa, Hiroshi

生体内でさまざまな生理機能を担うタンパク質は、周囲の熱揺らぎにさらされながらその構造を巧みに変化させることで機能を発揮する。タンパク質は通常、生理環境である水中で機能している 水環境にあるタンパク質の表面には水和水が存在しており、タンパク質の揺らぎに影響を与えている。水和はタンパク質の安定性や生理機能発現に関連することから、タンパク質の揺らぎに対する水和の役割を調べることは重要である。これまで理論研究によりTHz領域に観測される低振動ダイナミクスが水和に強く影響を受けることが示されてきたが、低振動ダイナミクスの実験研究には、中性子非弾性散乱が有効である。

Proteins, molecular machines that contribute to almost all living phenomena, primarily function in an aqueous milieu at ambient temperatures. It has been reported that proteins cannot function at cryogenic temperature cryogenic temperatures or at low hydration levels, which strongly implies that both thermal fluctuations and hydration affect protein function. In order to understand the molecular mechanisms that underlie cellular biology, it is essential to examine protein dynamics in aqueous environments. Inelastic neutron scattering (INS) allows protein dynamics to be examined at pico- to nanosecond timescales.

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