生命医科学研究科
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2.からだの中で働くナノマシーン! タンパク質の形を見てみよう!(6月1日)

2019.06.01 〜 2019.06.01
  • 入試
  • 講座・セミナー

からだの中で働くナノマシーン! タンパク質の形を見てみよう!

からだの中で働くナノマシンを見てみませんか?

 タンパク質は生命活動の主役です。例えば、食べ物を消化する、筋肉を収縮する、光や味などの外界の情報を受け取る、これらはすべてタンパク質の働きによります。からだの中のタンパク質は、ある一定の立体構造をとることによって、非常に精巧な機械(ナノマシン)のように働きます。このナノマシンの形を実験的に決めて、その形にもとづいてタンパク質のはたらきを調べる研究分野を構造生物学といいます。ナノマシンの形を非常に細かい解像度(10-10メートル)で見る研究手法の一つにX線結晶構造解析があります。本講座では、X線結晶構造解析の基本的な原理を学び、コンピューターグラフィックでナノマシンの形を実際に見ていきます。
タンパク質の結晶

1.タンパク質の結晶化

左の写真はナノマシンであるタンパク質の結晶です。タンパク質の大きさは大きいものでは0.1~0.5 mmもの大きさになり、実体顕微鏡で観察することができます。X線結晶構造解析法ではタンパク質の立体構造を決定するために、タンパク質を結晶化する必要があります。本講座では、タンパク質の結晶を実体顕微鏡で観察します。

2.X線回折実験室の見学

 横浜市立大学鶴見キャンパスには、X線発生装置が計4台(MicroMax007HF、UltraX)、二次元回折計が6台(PILATUS, R-AXIS IV++)、X線溶液散乱装置が1台(BioSAXS-2000)あります。実際の研究の現場を見学して、X線実験の概要を学んでもらいます。
タンパク質の結晶のX線回折像とX線回折装置
 

3. コンピューターグラフィックでナノマシンを組み立てる

タンパク質は、たくさんの原子で出来ています。原子は原子核と電子で出来ているので、原子があるところには電子があります。結晶にX線を当てると、結晶の中のどこに電子があるかを示す電子密度に関する情報が得られます。X線結晶構造解析では、この電子密度の情報を頼りに、タンパク質分子の構造を立体的に組み立てます。そして立体的な形の情報から、そのタンパク質がはたらく仕組みを明らかにすることが出来ます。本講座では、コンピューターグラフィックを用いて、実際に電子密度からタンパク質の構造を立体的に組み立てる体験をしてもらいます。
タンパク質の結晶の電子密度とタンパク質の立体構造
平成31年度 一歩進んだ生命科学の実験教室
 
 
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