SPring-8利用者懇談会研究会

研究会の名称

タンパク質結晶品質評価 / Quality Evaluation of Protein Crystals

代表者、副代表者

代表者
氏名 橘 勝 / Masaru Tachibana
所属 横浜市立大学 / Yokohama City University
連絡先 tachiban( at )yokohama-cu.ac.jp

副代表者
氏名 吉崎 泉 / Izumi Yoshizaki
所属 宇宙航空研究開発機構 ISS科学プロジェクト室 / JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency)
連絡先 yoshizaki.izumi( at )jaxa.jp

研究会の活動目標・目的

 良質なタンパク質結晶を育成し、X線や中性子線による構造解析を行うことは、プロテオームなどのプロジェクト推進において必須の時代となっている。これらの構造解析において、回折精度は用いる結晶の品質、すなわち回折分解能の良し悪しによって左右される。また、中性子回折実験では依然としてミリメーターサイズの良質な結晶が必要である。回折分解能の高い結晶は最適化された結晶成長条件の下で得られる。通常の結晶化実験においては、沈殿剤の種類と濃度、タンパク質濃度、pH、温度などの選択によって適正化がはかられる。最近では、宇宙環境を利用した微小重力や強磁場などの外部場の下での結晶化も行われ、品質改良に成功した例も見られる。このように各種の条件下で育成した結晶の品質を評価することは、品質と成長環境との関連を把握する上で学問的にも実用的にも重要なことである。
本研究会は、タンパク質結晶の品質評価の国際的標準化を目的として、放射光を利用した回折線ロッキング幅、回折分解能、格子欠陥の観察などの実験の推進と、これらの様々な実験によって得られる知見を総合的かつ統一的に議論できる場として、申請するものである。また、本研究会は、X線的評価以外にも、各種の顕微光学的手法、原子間力顕微鏡によるミクロ表面観察の専門家も加えて広い観点から総合的にタンパク質結晶の品質を評価、議論できる体制にしている。

The growth of high-quality protein crystals and the structure analysis by X-ray and neutron diffraction are prerequisite for the detailed understanding of the function of proteins. The accuracy of the structure analysis strongly depends on the crystal quality and the diffraction resolution. For the structure analysis by the neutron diffraction, large crystals of millimeter size are still required. The crystals with high resolution diffraction can be grown under optimized growth conditions controlled by protein concentration, precipitates, pH, temperature, etc. The high quality crystals can be also grown under microgravity and magnetic field. The evaluation of the crystal quality is important for the understanding of the relationship between crystal quality and growth condition. In addition, the understanding of the crystal quality will lead to not only practical applications for protein crystals but also the development of new discipline in solid state physics.
In this project, we aim to establish the standardization for the quality of protein crystals and the recipe for the evaluation of the crystal quality. For the experiments in Spring-8, the diffraction resolution experiments, rocking curve measurements, X-ray topographic experiments, etc. for protein crystals are stimulated for the assessment of imperfection of the crystals and the identification of crystal defects. In addition, in this project, the origins of imperfection or defects in protein crystals are comprehensively discussed with other specialists with optical microscopy and atomic force microscopy.


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