平成12年度未来開拓学術研究推進事業研究成果報告書概要



1.研究機関名 筑波大学
 
2.委員会名 結晶加工と評価技術第145委員会
 
3.研究期間 平成8年度〜平成12年度
 
4.研究プロジェクト番号 96R14501
 
5.研究プロジェクト名 放射光による生体高分子結晶構造解析用高速高精度高分解能自動データ収集システムの開発

6.プロジェクト・リーダー
プロジェクト・リーダー名 フリガナ 所属部局名 職名
大嶋 建一 オオシマ ケンイチ 筑波大学物質工学系 教授

7.コア・メンバー

8.研究協力者

研究協力者名 フリガナ 所属研究機関名・所属部局名 職名
坂部 知平 サカベ ノリヨシ 国際化学振興財団・研究開発部 主席研究員
佐々木 教佑 ササキ キョウユウ 名古屋大学情報文化学部 教授
東 常行 ヒガシ ツネユキ 理学電気株式会社・X線研究所 部長

9.研究成果の概要

I.大型イメージングプレート(IP)を検出器とした放射光による生体高分子結晶構造解析用高速高精度高分解脳自動データ収集システムの開発;
1.本装置は分光器、カメラ部、読取部、消去部、搬送部、制御部と高安全性・高速ネットワーク、大型データサーバー、データー処理部等からなり、放射光の特徴を最大現に利用した全く新しいタイプの完全自動データ収集システムである。
2.完全円筒のカセットを導入し1カセット上に最高36フレーム記録でき、それらのイメージを5個の読取ヘッドを備えた読取部で僅か4分38秒で読み出す。
3.ワイセンベルグモードが使用でき、Iフレーム当たり振動角10度以上記録可能。
4.8,600 X-ray photonに対しr.m.エラーは1.5%であり、高精度を備えた装置である。
5.波長1Åを使用した場合、最高分解能;0.57Åまでのデータ収集が可能である。
6.カメラ半径が400mmあり、格子定数が300Å迄はまず問題なくデータ収集が可能である。
7.ダイナミックレンジが6桁ある。
8.測定からデータプロセスまで一貫して自動化されている。
9.大型データサーバを含む安全性の高い高速ネットワークに結合されている。
10.この他、自動軸縦機能、自動光軸合わせ機能、低温吹き付け装置等が備わっている。
11.将来性として、本装置はフレーム交換速度が大きいがこれを更に加速し、高輝度X線源に設置し、ラウエ法より極めて一般性のある単色X線を用いた秒オーダーの時分割X線解析に応用できる。本装置は測定精度が良いので、今流行りの多重異常分散法(MAD)法を乗り越え更に時間の掛からない単一異常分散法の適用が可能になる。
II.CCDとして世界最大の受光面積を持ち、100% Duty-cycle rate 3×6アレイ状CCD型X線検出器が開発された。この他、蛋白質の結晶成長と微少重力の影響が研究された。

10.キーワード

(1)ワイセンベルグカメラ、(2)蛋白結晶学、(3)イメージングプレート
(4)放射光、(5)ネットワーク、(6)データ収集システム
(7)時分割、(8)単色X線、(9)モノクロメータ

11.研究発表(印刷中も含む)

[雑誌論文]
著者名 論文標題
N. Kamiya, K. Sasaki, N. Walanabe, N. Sakabe and K. Sakabe Time-resolved Protein Crystallography with Large-Angle Oscillations: an Application of a Protein Data-Collection System Using the Weissenbcrg Technique and a Large-Format Imaging Plate
雑誌名 発行年 ページ
J. Synchrotron Rad. 4 1997 14-16

著者名 論文標題
K. Sakabe, K. Sasaki, N. Watanabe, M. Suzuki, Z. G. Wang, J. Miyahara, N. Sakabe Large-Format Imageing Plate and Weisscnberg Camera for Accurate Protein Crystal-lographic Data Collection Using Synchrotron Radiation
雑誌名 発行年 ページ
J. Synchrotron Rad. 4 1997 136-146

著者名 論文標題
Shigeo Aibara, Katsumi Shibata and Yuuhei Morita Protein Crystallization in Microgravity
雑誌名 発行年 ページ
Biological Science in Space 11 1997 339-345

著者名 論文標題
相原茂夫、森田雄平 宇宙におけるタンパク質結晶成長
雑誌名 発行年 ページ
日本マイクログラビティ応用学会誌 14 1997 310-315

著者名 論文標題
雨宮慶幸、伊藤和輝 CCD型X線検出器
雑誌名 発行年 ページ
電気学会:原子力研究会資料 NE-97-2   1997 7

著者名 論文標題
坂部貴和子、佐々木教祐、坂部知平 放射光による計測 …X線回析による蛋白質の結晶構造解析…
雑誌名 発行年 ページ
Radioisotopes 41 1998 72-81

著者名 論文標題
宮原諄二 オートラジオグラフィーとラジオグラフィー …イメージングブレートとその応用…
雑誌名 発行年 ページ
Radioisotopes 47 1998 143-154

著者名 論文標題
伊藤和輝、 雨宮慶幸 CCDを用いた回析実験用X線検出器
雑誌名 発行年 ページ
放射線 25 1999 39-52

著者名 論文標題
K. Sasaki, N. Watanabe, N. Sakabe and K. Sakabe Computer Network system with security for protein data collection system at the Photon Factory
雑誌名 発行年 ページ
J. Synchrotron Rad. 6 1999 116-118

著者名 論文標題
Nobuhisa Watanabe, Mamoru Suzuki, Yasuo Higash, and Noriyoshi Sakabe Rotated-inclined focusing monochromator with simultaneous tuning of asymmetry
雑誌名 発行年 ページ
J. Synchrotron Rad. 6 1999 64-68

著者名 論文標題
坂部知平 新しい潮流のための測定装置
雑誌名 発行年 ページ
化学と生物 37 1999 537-546

著者名 論文標題
伊藤知輝、雨宮慶幸 CCD型X線検出器と放射光X線線解析・散乱実験への応用
雑誌名 発行年 ページ
映像メディア学会技術報告 ITE Technical Report 24 2000 35-40

著者名 論文標題
神谷信夫、坂部貴和子、坂部知平 構造生物学のための大型実験施設 …つくばと播磨放射光…
雑誌名 発行年 ページ
蛋白質・核酸・酵素 45 2000 1279-1288

著者名 論文標題
渡邉信久、鈴木守、坂部知平 タンパク質結晶学用回転傾斜集光分光器の開発
雑誌名 発行年 ページ
日本結晶学会誌 42 2000 367-371

著者名 論文標題
坂部知平 タンパク質結晶構造解析の歴史と将来
雑誌名 発行年 ページ
日本結晶学会誌 42 2000 313-321

著者名 論文標題
伊藤和輝、雨宮慶幸 CCD型X線検出器
雑誌名 発行年 ページ
日本放射光学会誌 13 2000 16

著者名 論文標題
Noriyoshi Sakabe, Kiwako Sakabe, Tsuneyuki Higashi, Noriyuki Igarashi, Mamoru Suzuki, Nobushisa Watanabe, Kyouyu Sasaki Automatic Weissenberg data collection system for time-resolved protein crystallography
雑誌名 発行年 ページ
Nucl. Instrum. Methods.   2001 in press

[図書]
著者名 出版者
Noriyoshi Sakabe Universal Academy Press, Inc., Tokyo, Japan
書名 発行年 総ページ数
New Frontiers of Science and Technology, Edited by L. Esaki 2000 522

著者名 出版者
森田雄平、相原茂夫 新・入門酵素化学 改訂版
書名 発行年 総ページ数
南江堂 2000 351

著者名 出版者
相原茂夫 有機結晶作製ハンドブック
書名 発行年 総ページ数
丸善 2000 243


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