温度による酵素の構造変化を分子動画撮影 様々な生体高分子のダイナミクスを決定する新たな方法論

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 生命维持に必须であるタンパク质は巧みに构造変化を起こすことから、タンパク质の复雑な机能と深い相関を持つ“动き”に兴味が持たれてきました。最近、齿线自由电子レーザー(齿贵贰尝)を用いて、タンパク质の动きを原子レベルで动画として可视化する方法が确立されましたが、この方法が使えるのは光で反応するタンパク质に限られていました。

 今回、岩田想 医学研究科教授、南後恵理子 東北大学教授(兼:理化学研究所チームリーダー)、大和田成起 高輝度光科学研究センター主幹研究員、久保稔 兵庫県立大学教授、およびカリフォルニア大学の共同研究グループは、近赤外線レーザーによって温度を急激に上昇させる方法を組み合わせた、新たな分子動画解析法を開発しました。これにより熱によって引き起こされる酵素内部の構造変化を捉えることに初めて成功しました。

 本研究成果は、2023年9月18日に、国際学術誌「Nature Chemistry」に掲載されました。

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リゾチーム结晶(阻害剤无)に近赤外线レーザーを照射した后の构造変化。アミノ酸残基の构造モデルを线で表し、炭素原子は灰色、酸素原子は赤色、窒素原子は青色で表记している。黄色と薄青色のマップは照射后と照射前の电子密度の変化を表し、黄色は负、薄青色は正の电子密度図を意味する。モデルの上に负の电子密度がある场合は、そのモデル上の原子が移动したことを示し、正の电子密度がある部分は新たに原子や分子が存在することを意味する。
研究者情报
研究者名
岩田 想
书誌情报

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【书誌情报】
Alexander M. Wolff, Eriko Nango, Iris D. Young, Aaron S. Brewster, Minoru Kubo, Takashi Nomura, Michihiro Sugahara, Shigeki Owada, Benjamin A. Barad, Kazutaka Ito, Asmit Bhowmick, Sergio Carbajo, Tomoya Hino, James M. Holton, Dohyun Im, Lee J. O’Riordan, Tomoyuki Tanaka, Rie Tanaka, Raymond G. Sierra, Fumiaki Yumoto, Kensuke Tono, So Iwata, Nicholas K. Sauter, James S. Fraser & Michael C. Thompson (2023). Mapping protein dynamics at high spatial resolution with temperature-jump X-ray crystallography. Nature Chemistry, 15(11), 1549-1558.