研究のタイプ: 医学／生物学の研究 (experimental study)

[非熱的マイクロ波はタンパク質動態に影響するか？：正方晶リゾチーム結晶のX線回折研究] med./bio.

Non-thermal microwave effects on protein dynamics? An X-ray diffraction study on tetragonal lysozyme crystals

著者: Weissenborn R, Diederichs K, Welte W, Maret G, Gisler T
掲載誌: Acta Crystallogr D Biol Crystallogr 2005; 61 Pt 2: 163-172
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この研究は、X線回折（XRD）を使用して、ニワトリ卵白リゾチームの正方晶単結晶に対するマイクロ波電磁界の構造的および動態的な影響を2.0 Aの解像度で調べた。マイクロ波電磁界照射中のタンパク質結晶のオンラインXRDを可能とするように改変されたスラブライン導波路を用いた。その結果、高電力のマイクロ波は、結晶水の蒸発が原因の格子欠陥（ただし、大部分は回復可能）を増加させた；低電力のマイクロ波は、平均二乗変位（B因子）の限局的で再現可能な変化をもたらした；特定の部位では、マイクロ波電力の増加につれてB因子が低下することが示された；このような影響のほとんどは、マイクロ波照射下で得られたデータと、非結合状態の結晶水によるマイクロ波吸収が原因の加熱を模擬した高温下で得られたデータとの比較によって説明できる；データは、マイクロ波がタンパク質の振動で共鳴吸収される場合に予想されるように大きなタンパク質構造サブユニットでの変位の兆候を示していない；むしろ、観察された原子の平均二乗変位の変化が示唆しているのは、もし球状タンパク質がまだ機能している水和レベルで球状タンパク質とマイクロ波が非熱的に結合するとしても、それがタンパク質の動態や構造に与える影響は非常に小さいということである、と報告している。

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研究目的（著者による）

To study the structural and dynamical effects of microwave fields on tetragonal single crystals of hen egg-white lysozyme.

詳細情報

Temperature controls were also performed.

影響評価項目

ばく露

ばく露 パラメータ
ばく露1: 8 GHz
ばく露時間: continuous for 10 min and 4 h
  • 電力: 0.5 W unspecified (1 W, 2 W and 3 W)

ばく露1

主たる特性
周波数 8 GHz
タイプ
  • electromagnetic field
特性
  • guided field
ばく露時間 continuous for 10 min and 4 h
Modulation
Modulation type unspecified
ばく露装置
ばく露の発生源／構造
  • slab-line waveguide
ばく露装置の詳細 Crystals were located in a 1.25 mm wide gap between the central and the outer conductor where field strength was maximum. The salt solution reservoirs in each coil end of the capillary were located outside the slab-line, hence were not exposed to MMW.
パラメータ
測定量 値 種別 Method Mass 備考
電力 0.5 W unspecified 測定値 - 1 W, 2 W and 3 W
Additional parameter details

In the 4 hour exposure experiments, crystal 1 was exposed to 1 and 3 W and crystal 2 was exposed to 0.5, 1 and 2 W.

測定および計算の詳細

A power meter was used for measurements.

ばく露を受けた生物:

方法 影響評価項目／測定パラメータ／方法

研究対象とした生物試料:
調査の時期:
  • ばく露前
  • ばく露中
  • ばく露後

研究の主なアウトカム（著者による）

High microwave power levels mainly led to increased, but largely recoverable, lattice defects owing to the evaporation of crystal water. At lower microwave power levels, the presence of the microwave field resulted in localized reproducible changes in the mean-square displacements (B factors).
The average B factor was found to increase with microwave power, consistent with an increase in temperature. However, the B factors of the atoms in a few highly localized sites in the protein showed reproducuble changes upon microwave exposure that are not explained by heating.

研究の種別:

研究助成

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