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膜タンパク質の1分子レベルでのイメージング,ナノマニピュレーション

Research Project

Project/Area Number 11242201
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

石島 秋彦  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (80301216)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 斎藤 究  金沢大学, 自然科学研究科, 助手 (70301190)
本間 道夫  名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50209342)
Project Period (FY) 1999 – 2003
Project Status Completed (Fiscal Year 2003)
Budget Amount *help
¥91,300,000 (Direct Cost: ¥91,300,000)
Fiscal Year 2003: ¥15,300,000 (Direct Cost: ¥15,300,000)
Fiscal Year 2002: ¥15,300,000 (Direct Cost: ¥15,300,000)
Fiscal Year 2001: ¥17,000,000 (Direct Cost: ¥17,000,000)
Fiscal Year 2000: ¥21,200,000 (Direct Cost: ¥21,200,000)
Fiscal Year 1999: ¥22,500,000 (Direct Cost: ¥22,500,000)
Keywordsレーザートラップ / ナノマニピュレーション / 1分子計測 / バクテリア / べん毛モーター / イオン駆動力 / 大腸菌 / ビブリオ菌 / 回転運動 / 生体分子モーター / 電気化学ポテンシャル / イメージング / 遺伝子 / べん毛 / 阻害剤 / 位相差顕微鏡 / 膜電位 / フォトダイオード / トルク / 人工平面膜 / 脂質 / 拡散定数 / 鞭毛モーター
Research Abstract

キメラ菌体の構築,計測への最適化
本間らによって構築されたナトリウム駆動型とプロトン駆動型のバクテリアべん毛モーターのキメラ菌体を用いて回転計測系への最適化を図った.このキメラ菌体はローターはプロトン駆動型由来,ステーターはプロトン駆動型とナトリウム駆動型とのキメラタンパクを有し,ナトリウムイオンの流れによって回転発生することができる.菌体自体はプロトン駆動型である大腸菌を用いるため,安定した回転計測,タンパクの発現の制御,走化性などの情報伝達との関連,など様々なメリットがある.
今回我々は,本間らによって構築された菌体を回転計測に適するように改変を行った.具体的には,ニードル状タンパク,Pili,の除去,プロトン駆動型ステータータンパク,MotA,MotBの除去,フィラメントタンパク,FliC,の除去,Stickyフィラメントタンパク,Sticky FliC,の導入,などである.これらの改変により,安定して,正確な回転計測が期待できる.
このようにして得られた新キメラ菌体のべん毛の回転はナトリウム依存性を示していることが確認できた.
・キメラ菌体を用いた回転計測
新しく構築したキメラ菌体を用いて,まず回転の安定性を確認した.その結果,ビブリオ菌を用いた結果に比べて,新キメラ菌体を用いた結果は,非常に安定していることがわかる.これは,ビブリオ菌は極毛のため,斜め,もしくは直立した菌体を用いてしか計測ができないのに対し,新キメラ菌体は側毛であるため,ガラス上に菌体がしっかりと固定されているため,安定した回転計測が可能になったものと思われる.

Report

(5 results)
  • 2003 Annual Research Report
  • 2002 Annual Research Report
  • 2001 Annual Research Report
  • 2000 Annual Research Report
  • 1999 Annual Research Report
  • Research Products

    (23 results)

All Other

All Publications (23 results)

  • [Publications] Sowa, Y., Hotta, H., Homma, M, Isbijima, A.: "Torque-speed Relationship of the Na^+-driven Flagellar Motor of Vibric alginolyticus."Journal of Molecular Biology. 327. 1043-1051 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Kimura Y, Tovoshima N, Hirakawa N, Okamoto K., Ishijima A.: "A Kinetic Mechanism for the Fast Movement of Chara Myosin."Journal of Molecular Biology. 328. 939-950 (2003)

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Y.Ishii, et al.: "Coupling between chemical and mechanical events and conformation of single protein molecules"Results and Problems in Cell Differentiation. 36. 87-105 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] K.Kitamura, et al.: "Single Molecule Nanobiotechnology"AAPPS Bulletin. 11・4. 2-8 (2002)

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      2002 Annual Research Report
  • [Publications] T.Yorimitsu, et al.: "The Systematic Substitutions Around the Conserved Charged Residues of the Cytoplasmic Loop of Na(+)-driven Flagellar Motor Component PomA"J.Mol.Biol.. 320・2. 403-413 (2002)

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      2002 Annual Research Report
  • [Publications] Y.Ishii, et al.: "Coupling between chemical and mechanical events and conformation of single protein molecules"Results and Problems in Cell Differentiation. 36. 87-105 (2002)

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      2002 Annual Research Report
  • [Publications] Y.Kimura, et al.: "Mechanical properties of Chara myosin"Biophysical Journal. 82・1. 1999 Part 2 (2002)

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      2002 Annual Research Report
  • [Publications] Y.Sowa, et al.: "Torque-speed relationship of the Na+-driven flagellarmotor of vibrio alginolyticus"Journal of Molecular Biology. (in press). (2003)

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      2002 Annual Research Report
  • [Publications] Y.Ishii, A.Ishijima, T.Yanagida: "Single molecule nanomanipulation of biomolecules"TREMDS in Biotechnology. Vol.19, No.6. 211-216 (2001)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] Kazuo Kitamura, Akihiko Ishijima, Makio Tokunaga, Toshio Yanagida: "Single-Molecule Nanobiotechnology"JSAP International. No.4. 4-9 (2001)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] Akihiko Ishijima, Toshio Yagagida: "Single molecule nanobioscience"Trends in Biochemical Sciences. Volume26, Issue7. 438-444 (2001)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] Y.Ishii, A.Ishijima, T.Yanagida: "Coupling between chemical and mechanical events and conformation of single protein molecules"Results and Problems in Cell Differentiation. Vol.36. 87-105 (2002)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] 617-620 (2002)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] 石島秋彦: "マイクロマシン(生体リニアモータ-, 回転モーターの運動メカニズム)"(株)産業技術サービスセンター. 669 (2002)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] Akihiko Ishijima: "Simultaneous Measurement of Individual ATPase and Mechanical Reaction by s Single Myosin Molecule at Work"Optical Review. Vol.6. 16-23 (1999)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] 石島秋彦: "生体分子1個の化学反応と力学反応の同時計測"生物物理. Vol.39. 76-80 (1999)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] 石島秋彦: "ナノ領域の光の生物への応用-生体分子1個の化学反応と力学反応の同時計測-"応用物理. Vol.68. 556-560 (1999)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] 石島秋彦: "生体分子1個のイメージング,ナノ操作"病理と臨床. Vol.16. 1005-1011 (1998)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] 石島秋彦: "生体分子機能の1分子イメージング"蛋白質核酸酵素. Vol.43. 1365-1371 (1998)

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  • [Publications] Akihiko Ishijima: "Simultaneous Measurement of IndividualATPase and Mechanical Reaction by a Single Myosin Molecule at Work"Optical Review. Vol.6. 16-23 (1999)

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      1999 Annual Research Report
  • [Publications] 石島秋彦: "ナノ領域の光の生物への応用 -生体分子1個の化学反応と力学反応の同時計測-"応用物理. Vol.68. 556-560 (1999)

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      1999 Annual Research Report
  • [Publications] 石島秋彦: "生体分子1個のイメージング,ナノ操作"病理と臨床. Vol.16. 1005-1011 (1998)

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      1999 Annual Research Report
  • [Publications] 石島秋彦: "生体分子機能の1分子イメージング"蛋白質核酸酵素. Vol.43. 1365-1371 (1998)

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      1999 Annual Research Report

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Published: 1999-04-01   Modified: 2018-03-28  

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