高速時分割測定による筋肉の構造変化
問い合わせ番号
SOL-0000001622
ビームライン
BL40XU（高フラックス）
学術利用キーワード
| A. 試料 | 生物・医学 |
|---|---|
| B. 試料詳細 | 生体（in vitro）, 生体材料, 蛋白質 |
| C. 手法 | Ｘ線回折 |
| D. 手法の詳細 | 小角散乱 |
| E. 付加的測定条件 | 二次元画像計測, 時分割（ミリ秒）, ポンプ・プローブ |
| F. エネルギー領域 | Ｘ線（4～40 keV) |
| G. 目的・欲しい情報 | 分子構造, 局所構造, 構造解析, 構造変化, 構造階層性, 機能構造相関, 機能発現 |
産業利用キーワード
| 階層1 | その他 |
|---|---|
| 階層2 | ドラッグデザイン |
| 階層3 | タンパク質, 生体 |
| 階層4 | 高次構造, 内部構造 |
| 階層5 | 小角散乱, SAXS |
分類
M20.10 小角散乱, M20.20 中角散乱
利用事例本文
本研究は筋肉の収縮・弛緩過程について時分割小角散乱実験を行い、その構造変化をミリ秒の時間分解能で解析した例である。反応のトリガーとしてcaged ATPを用いレーザー励起により反応を開始させる。40XUに設置されている高速シャッターシステムとレーザーによる反応励起とをタイミングよく組み合わせることで、散乱パターンの変化を明瞭に記録することが可能になった（図）。このデータより収縮・弛緩過程における筋繊維中の構造変化を明らかにした。
[ J. Wakayama, T. Tamura, N. Yagi and H. Iwamoto, Biophysical Journal 87, 430-441 (2004), Fig. 2,
©2004 Biophysical Society ]
画像ファイルの出典
原著論文/解説記事
誌名
Biophys. J., 87, 430-441, (2004)
図番号
測定手法
40XUは高いフラックスのX線の利用に特化されたビームラインである。フラックスが高いことを利用しより時間分解能の高い時分割実験が可能になる。半応開始のタイミングと測定のタイミングを精密に同期させ、高速CCDカメラを検出器として用いることで、高速時分割測定を実現した。下図に測定系の概念図を示す。
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BL評価プレゼン資料
測定準備に必要なおおよその時間
12 時間
測定装置
| 装置名 | 目的 | 性能 |
|---|---|---|
| 高速シャッターシステム | 短パルスX線の生成 | 回転シャッターとガルバノ型シャッターとの組み合わせにより最短パルス幅6マイクロ秒が実現可能。 |
| 小角散乱測定用光学系 | 小角散乱測定 | Ｘ線のエネルギーと試料－検出器距離（カメラ長）を適当に選ぶことにより、2500Åから数Åの領域で測定可能 |
| 超高速CCDカメラ | 二次元散乱データ取得 | 640×480ピクセルの画像サイズで290フレーム/秒の速度での測定が可能 |
参考文献
| 文献名 |
|---|
| Biophys. J., 87, 430-441, (2004) |
関連する手法
アンケート
SPring-8だからできた測定。他の施設では不可能もしくは難しい
本ビームラインの主力装置を使っている
測定の難易度
熟練が必要
データ解析の難易度
熟練が必要
図に示した全てのデータを取るのにかかったシフト数
10シフト以上