主要装置
当構造生物学研究センターの使命の一つは、X線蛋白質結晶構造解析法、急速凍結電子顕微鏡法、蛋白質NMR法の３つの構造生物学研究の主要な方法を組み合わせて駆使する研究を可能にすることである。また、これらの研究手法に最適な蛋白質試料を調製および標識する基盤技術を集積・開発することも重要である。以上を可能とするために、以下のようなスペシャリスト・装置・施設を擁する。
スペシャリスト
構造生物学研究では個々の方法に熟知したスペシャリストがどうしても必要である。特に電子顕微鏡とNMR分野では現在急速に研究手法の新規開発・改良と装置の改良が進行しているので、自分たちで方法を開発できる能力が必要とされる。また、蛋白質試料調製も、個々の蛋白質と方法の特性および研究目的に合致した試料を調製するには、経験豊富な専門家の参加が必須である。当センターは意識的にそのような人材を集積してきた。詳しくは各研究グループの研究実績を参照されたい。
蛋白質試料調整および生化学的研究のための装置
構造生物学研究では、蛋白質試料の調製は極めて重要であり、基盤技術である。大量の試料を短時間に調製できること、均一で凝集しない試料を調製すること、同位体標識を効率よく行うこと、などが課題となる。これら満たすべき要件は、対象蛋白質および測定方法、研究目的によりそれぞれ大きく異なる。このように多岐にわたる要件を満たすために、大量発現系として大腸菌、昆虫培養細胞（Sf9などとバキュロウイルスを使った発現系）、高等生物細胞を使っている。当センターは、これらの作業を2-3組同時平行的に遂行可能な装置を備えている。
| グループ | 番号 | 装置 | 個数 | 型式・製造元 | 設置場所 |
|---|---|---|---|---|---|
| キャビン/ キャビネット | 1 | 低温室 | 1 | SANYO | 高等総合研究館4階 |
| 2 | 組換え実験安全キャビネット | 2 | SANYO | ||
| 3 | クロマトチェンバー | 4 | Tomy, Nippon Freezer | ||
| 4 | ドラフト | 1 | Yamato | ||
| 培養関係 | 5 | オートクレーブ | 3 | Tomy | 高等総合研究館4階 |
| 6 | 振盪培養器 （小、冷却装置付き） | 2 | Yamato | ||
| 7 | 振盪培養器 （大、冷却装置付き）  | 2 | NewBrunswick, Inova | ||
| 8 | 集菌用大容量遠心機 | 1 | Beckman J6-MI | ||
| 9 | Sf9細胞培養システム (3リッター） | 3 | 和研薬 | ||
| 10 | CO2インキュベータ | 1 | SANYO | ||
| 蛋白質調製・生化学実験 | 11 | 蛋白質分取用液体 クロマトグラフィーシステム | 7 | AKTA, BioRad | 高等総合研究館4階 |
| 12 | HPLC | 1 | Waters | ||
| 13 | 高速冷却遠心機 | 2 | Hitachi | ||
| 14 | 超遠心機 | 1 | Beckman | ||
| 15 | 小型超遠心機 | 1 | Hitachi | ||
| 16 | DNAシークエンサー | 1 | ABI 3130 | ||
| 17 | 分光光度計 | 2 | Hitachi, Beckman | ||
| 18 | 蛍光分光光度計 | 1 | Hitachi F-7000 | ||
| 19 | 純水製造装置 | 2 | Milipore | ||
| 20 | ガラス洗浄機 | 1 | Miele | ||
| X線蛋白質 結晶構造解析 | 21 | X線蛋白質結晶構造解析システム | 高等総合研究館4階 | ||
| X線発生器 | 1 | Rigaku FR-E | |||
| X線2次元検出器 | 2 | Rigaku R-AXIS IV | |||
| 低温窒素ガス吹付型結晶凍結装置 | 2 | Rigaku | |||
| 光学顕微鏡 | 22 | TIRF 光学顕微鏡 | 2 | Nikon TE-2000E with EB-CCD or DIC | 高等総合研究館4階 |
| Nikon TE-2000U with II-CCD (MTI VS4) | |||||
| 23 | 暗視野顕微鏡 | 2 | Olympus BX60, BX53 |
電子顕微鏡
以下の電子顕微鏡のうち、25と26は試料条件の最適化など予備実験に使用する。24は急速凍結試料の単粒子解析などに使用している。実際に構造解析用のデータを取得するには、試料の特性と解析方法によって最適な装置を使うことがどうしても必要となる。それで全国各地の他研究室の装置も使用している。しかし、これから重要となる高分解能トモグラフィー法のためには、高機能電子顕微鏡＋最先端の検出器を組合わせて導入することが今後の課題である。27はエコトピア科学研究所の臼倉プロジェクト（JST） が構造生物学研究センター成田と共同で開発中の装置である。
| 番号 | 型式／製造元 | 加速電圧 | 電子銃 | 載物台 | エネルギー フィルター | 検出器 | 所有／使用 | 設置場所 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 24 | FEI Polara (TEM) | 300 kV | Field Emission gun |
液体He温度 | 有り （ポストカラムタイプ） |
CCD 4k x 4k pixels* |
エコトピア研究所・物性物理のグループと共用 | 総合研究実験棟 |
| 25 | Hitachi H7600 (TEM) | 120 kV | Tungsten | 室温 | 無し | 写真フィルム | 当センター専用 （エコトピア・臼倉より無償供与） |
高等総合研究館地下階 |
| 26 | JEOL JEM-1200(TEM) | 120 kV | Tungsten/ LaB6 |
室温 | 無し | 写真フィルム | 当センター専用 | 高等総合研究館地下階 |
| 27 | Hitachi Cryo-fl.LM-in lens-S(T)EM (provisional) (STEM+ Optical M） |
30 kV (SE, BSE, DF-STEM, BF-STEM) |
Field Emission gun |
液体窒素温度 -185 oC(目標) | 無し | 2次電子用、 反跳電子用 暗視野STEM 明視野STEM用 |
臼倉プロジェクト （JST エコトピア研究所） |
高等総合研究館地下階 (予定) |
| 28 | ミクロトーム |
Cryo-ultra microtome for CEMOVIS EM:Leica UC7i + FC7 | 当センター専用 | 高等総合研究館地下階 | ||||
(*) 24のうち、CCD検出器は当センターが購入。
蛋白質NMR測定装置
| 番号 | 最大磁場強度 | 磁石 | 液体窒素 再凝集装置 | コンソール | 検出器 | ソフトウェア |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 29 | 900 MHz | 自己遮蔽 | 装備 | Avance III 900 | TCI 超伝導（1H直接観測） | Topspin 3.1 |
| 30 | 600 MHz | - | 装備 | Avance III 600 | TCI 超伝導（1H直接観測） | Topspin 3.0 |
| 31 | 600 MHz | 自己遮蔽 | 装備 | Avance 600 | TXI 超伝導（1H直接観測） | Topspin 2.1 |
| 32 | 500 MHz |
- | 装備 | Avance III 500 | DCH超伝導（13C直接観測） | Topspin 3.0 |
| 33 | 500 MHz |
自己遮蔽 | 装備 | Avance 500 | TXI 超伝導（1H直接観測） | Xwinnmr 3.5 |
| 34 | 高圧NMR装置 |
静水圧下でのNMR測定用セル（セル材質Zirconia, 外径5 mm (内径3 mm) x 87 mm）および加圧装置 (Xtreme-60 Syringe pump, Deadalus Innovations, USA)。最高加圧 2.5 気圧。すべてのNMR装置に接続可能、すでに2年間使用実績。 | ||||
上記装置はいずれもBruker Biospin社製、設置場所はいずれも第二実験棟内NMR実験室内。
これら5基のNMR装置はそれぞれ特徴があり、実際の実験には組合わせて用いられる。またNMR解析では試料あたり長時間の測定が必要であるので、複数の共同研究を効率的に遂行するには複数装置が必要である。現在これら5基は24時間、365日稼働している。当センターのNMR棟は特に振動と外部磁場の影響が少ない。このように装置と立地の点でも、当センターは我が国でも最も優秀なNMR測定施設となっている。