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論文

Dynamics of proteins with different molecular structures under solution condition

井上 倫太郎*; 小田 隆*; 中川 洋; 富永 大輝*; 齋尾 智英*; 川北 至信; 清水 将裕*; 奥田 綾*; 守島 健*; 佐藤 信浩*; et al.

Scientific Reports (Internet), 10, p.21678_1 - 21678_10, 2020/12

 被引用回数:3 パーセンタイル:13.93(Multidisciplinary Sciences)

非干渉性中性子準弾性散乱(iQENS)は、タンパク質の内部ダイナミクスを調べるための魅力的な手法である。しかし、中性子ビームのフラックスが低いことや、iQENSプロファイルから内部ダイナミクスを抽出するための解析手法がないことが、生理的条件下(溶液中)での研究の障害となっていた。近年の中性子分光器の開発により、iQENSプロファイルから内部ダイナミクス,並進拡散,回転拡散を切り離すことが可能となった。本研究では、球状性蛋白質(GDP)と天然変性蛋白質(IDP)の溶液中での内部ダイナミクスを調べた。その結果、IDPの平均緩和時間はGDPよりも大きいことが分かった。IDPの内部ダイナミクスを詳細に解析した結果、IDPのmobileなH原子の割合はGDPよりもはるかに高いことが明らかになった。興味深いことに、mobileな水素原子の割合は、溶媒に曝された表面の水素原子の割合と密接に関連していることがわかった。iQENS研究では、タンパク質の分子構造に応じて、溶媒にさらされたアミノ酸残基が内部ダイナミクスを支配していることが示された。

論文

Rheo-SANS study on relationship between micellar structures and rheological behavior of cationic gemini surfactants in solution

岩瀬 裕希*; 河合 里紗*; 守島 健*; 高田 慎一; 吉村 倫一*; 柴山 充弘*

Journal of Colloid and Interface Science, 538, p.357 - 366, 2019/03

We found that the wormlike micelles were oriented in the direction of the flow due to elongation and that changes to the precursor of the wormlike micelles did not affect the shear thickening. As a precursor structural change of shear thinning, the wormlike micelles elongated while maintaining their orientation. We found that an increase in the molecular curvature of the 12-2-12 due to the introduction of a spacer-group contributed to the unusual rheological behaviors of the wormlike micelles in a solution under shear flow.

口頭

Analysis of flexible structure of multi-domain protein by SANS using segment deuteration technique

小田 隆; 井上 倫太郎*; 守島 健*; 大井 里香*; 石野 良純*; 佐藤 衛*; 杉山 正明*

no journal, , 

生体内のタンパク質には複数のドメインが天然変性と呼ばれる非常にフレキシブルな領域でつながれたもの(マルチドメインタンパク質)が存在する。マルチドメインタンパク質は構造の柔軟性が機能と密接に結びついている。しかし、柔軟性ゆえに結晶構造解析やクライオ電子顕微鏡による構造解析が困難であり、構造と機能の関係の理解が難しい。我々はDNAの損傷の修復にかかわるHefタンパク質を例に、柔軟な構造の解析を試みた。X線小角散乱解析ではHefが水溶液中で取りうる構造をアンサンブルとして解析した。しかし、分子全体からの散乱であるX線小角散乱では、アンサンブルを十分に決定できない。そこでHefを構成する複数のドメインのうちの一つを重水素化した区分重水素化Hefを調製し、中性子小角散乱による解析を試みた。この方法では重水素化を行っていない部分からの散乱のみを観測できるため、X線小角散乱解析と合わせることでアンサンブルをより正確に決定できると期待される。発表では区分重水素化試料の調製法、中性子小角散乱測定、および予備的解析について報告する。

口頭

区分重水素化タンパク質を用いた中性子小角散乱解析

小田 隆; 井上 倫太郎*; 守島 健*; 會澤 直樹*; 大井 里香*; 石野 良純*; 奥 隆之; 佐藤 衛*; 杉山 正明*

no journal, , 

複数のドメインと天然変性領域から構成されるマルチドメインタンパク質の柔軟な構造は、機能に密接に関連している。しかし、その柔軟性のため、従来の構造生物学的手法による解析が困難である。我々はX線小角散乱と計算科学を用いてHefの動的な構造をアンサンブルとして解析したが、複数のドメインと天然変性領域からの散乱を含む1本の散乱プロファイルのみでは正しい構造アンサンブルの算出には不十分である。これを解決するためにタンパク質の特定の領域の構造情報を選択的に取得する手法の開発を行った。特定の領域のみを75%重水素化し、残りの部分は軽水素体のHefを調製し(区分重水素化Hef)、100%重水中で中性子小角散乱測定を行った。これにより75%重水素化ドメインは散乱的に不可視化され、軽水素体部分のみの散乱を観測でき、X線小角散乱データと相補的に解析することで柔軟な構造の解析が可能になる。本手法は様々なマルチドメインタンパク質の動的構造解析への応用が期待できる。発表では区分重水素化試料の調製、中性子小角散乱測定および予備的なデータ解析について報告する。

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