京大ら,XFELでタンパク質微結晶の新規構造を解析

京都大学,理化学研究所,東京大学,大阪大学,高輝度光科学研究センター,高エネルギー加速器研究機構らの研究グループは,SACLAの非常に強力な高エネルギー(短波長)X線を用い,常温においてセレノメチオニンを導入したACGとStemという二種類のタンパク質のμmサイズの結晶から構造を決定することに成功した(ニュースリリース)。

現在世界で稼働しているXFEL施設の一つであるSACLAは,SPring-8のような放射光施設に比べ約10億倍明るいX線を1秒間に最大60回,100兆分の1秒以下のパルスで出力することができる。したがって,従来は超低温で行われていたμmサイズの構造解析が常温で行なえるようになってきた。

SACLAや米国のLCLSといった強力なXFEL施設の整備に伴って,これまでもμmサイズの結晶を用いたタンパク質構造解析は行なわれてきたが,既に類似のタンパク質の構造が判明しているタンパク質の解析例が多く,構造が全く不明なタンパク質の解析はあまり行なわれてこなかった。

今回,研究グループでは,立体構造が未知である場合において,原子の異常分散効果のみを用いて構造解析する単波長異常分散法(Single-wavelength Anomalous Diffraction:SAD法)を用いて,2種類のタンパク質の微結晶から構造決定を行なった。

SAD法では一般的にメチオニンというアミノ酸を,解析の目印となるセレンを含むセレノメチオニンに置き換えたタンパク質結晶を用いる。SACLAは,セレン原子の異常分散効果を利用したSAD法に必須の約13keVという高いエネルギーのX線を安定に発生させることができるように設計されている。

今回はSACLAの特徴をうまく活かしてセレンがどこに位置しているかしっかりと確かめることができた。そのため,最少でわずか13,000枚のX線回折イメージから構造解析可能なデータセットを取得できた。これは,今後SACLAを使うことで新規タンパク質微結晶の迅速なX線結晶構造解析が可能であることを示唆する結果だとしている。

キーワード:

関連記事

  • 夏目光学、東大との産学連携による高精度X線ミラー開発が「ものづくり日本大賞」優秀賞を受賞

    夏目光学(長野県飯田市)は、「ナノサイズの微小世界から何億光年と遥か宇宙の彼方を探る高精度X線ミラーの開発」により、第10回「ものづくり日本大賞」優秀賞を受賞した(ニュースリリース)。本開発は、東京大学先端科学技術研究セ…

    2026.04.03
  • QSTなど、超高温物質に対してSPring-8のX線を照射し構造変化を観察

    量子科学技術研究開発機構(QST)、日本原子力研究開発機構、福井大学、東京科学大学、東北大学は、大型放射光施設SPring-8において、3000℃を超える超高温下で起こる物質の変化をリアルタイムで観察できる新しい分析技術…

    2026.02.05
  • 東大と茨城大、超小型X線光源でミクロ分子動態計測に成功

    東京大学と茨城大学は、X線動画で高分子樹脂内のミクロ分子運動を捉える新たな動態計測手法「透過 X 線明滅法(TXB)」を開発した(ニュースリリース)。 X線透過像は臨床ではレントゲン検査として利用されているが、今まで実験…

    2025.12.05
  • 島津製作所,画質と検査対象拡張したX線CTを発売

    島津製作所は,10月21日にマイクロフォーカスX線CTシステム「inspeXio 7000」を発売した(ニュースリリース)。希望販売価格は,1億1495万円(税込み)。 マイクロフォーカスX線CTシステムは,X線を使って…

    2025.10.28
  • 筑波大ら,放射線の種類で変わる結晶発光特性を発見

    筑波大学と東北大学は,Eu添加CaF2結晶にα線を照射すると,X線を照射したときよりも長い波長の光が多く発生することを世界で初めて発見した(ニュースリリース)。 シンチレータは放射線のエネルギーを光に変換する物質。その中…

    2025.09.10

新着ニュース

人気記事

編集部おすすめ

  • オプトキャリア