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In-Cell NMRを用いた生細胞内蛋白質の物性・動態解析法の開発

Research Project

Project/Area Number 20050024
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionTokyo Metropolitan University

Principal Investigator

伊藤 隆  Tokyo Metropolitan University, 大学院・理工学研究科, 教授 (80261147)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 三島 正規  首都大学東京, 大学院・理工学研究科, 准教授 (70346310)
Project Period (FY) 2008 – 2009
Project Status Completed (Fiscal Year 2009)
Budget Amount *help
¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Fiscal Year 2009: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Keywordsin-cell NMR / 蛋白質 / 高次構造 / ダイナミクス / 大腸菌 / NMR / 緩和速度解析 / 細胞内環境
Research Abstract

生きた細胞における蛋白質分子の物性や動態を調べるために,原核生物(バクテリア)を試料としたin-cell NMR法を用いる,新しい解析手法の開発と応用に関する研究を行うことを目的とする,In-cell NMRには,生細胞内の生体高分子の高次構造や,比較的遅いタイムスケールの分子動態をアミノ酸~原子分解能で解析できるほぼ唯一の手法としての潜在的な有用性がある.一方で様々な生体高分子に普遍的に使用できるツールとなるためには手法として未成熟な点が多く,方法論的研究が希求されている.
H21年度は,昨年に引き続き,大腸菌のin-cell NMRを用いて,生きた大腸菌の中の蛋白質の立体構造解析を行った.試料としては連鎖球菌のプロテインGB1ドメインを用いた.これまでの解析から,生細胞試料から得たNOE情報を用いることで,グローバル・フォールドを決定することに成功した.現在進めている構造の精密化が完了すれば,2009年に報告した高度好熱菌TTHA1718に続く,世界で2番目の高次構造決定例となる.
また,生きた大腸菌の中の蛋白質の動的性質の解析も継続して行った,具体的には,in-cell NMRを用いて,大腸菌の中の高度好熱菌TTHA1718蛋白質の主鎖^<15>N核のT_1およびT_2緩和時間の測定を行い,蛋白質主鎖のダイナミクスの解析を行った.解析の結果,細胞内の粘度(水溶液の約3倍)に対応する回転相関時間の増大が観測されたが,これに加えて,何らかの原因による^<15>N核のT^2緩和時間の著しい短縮が観測された.

Report

(2 results)
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2010 2009 2008

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Solution structure of a zinc-finger domain that binds to poly-ADP-ribose2010

    • Author(s)
      Shin Isogai, (他6名)
    • Journal Title

      Genes to Cells 15

      Pages: 101-110

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Solution structure of the E.coli ribosome hihernation promoting factor HPF : Implications for the relationship hetween structure and function.2009

    • Author(s)
      Akiko Sato, (他7名)
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications 389

      Pages: 580-595

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A non-canonical DNA structure enables homologous recombination in various genetic systems.2009

    • Author(s)
      Tokiha Masuda, (他4名)
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry 284

      Pages: 30230-30239

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Protein structure determination in living cells by in-cell NMR spectroscopy2009

    • Author(s)
      Daisuke Sakakibara(他13名)
    • Journal Title

      Nature 458

      Pages: 102-105

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High-resolution multi-dimensional NMR spectroscopy of proteins in human cells2009

    • Author(s)
      Kosuke Inolnata(他10名)
    • Journal Title

      Nature 458

      Pages: 106-109

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Understanding the roles of amino acid residues in tertiary structure formation of chignolin by using molecular dynamics simulation2008

    • Author(s)
      Tohru Terada(他4名)
    • Journal Title

      Proteins 73

      Pages: 621-631

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Protein structure determination in living cells by in-cell NMR2010

    • Author(s)
      伊藤隆
    • Organizer
      第3回日英構造プロテオミクスシンポジウム
    • Place of Presentation
      横浜市,理化学研究所
    • Year and Date
      2010-02-12
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Structure and dynamics of proteins at work inside cells2009

    • Author(s)
      伊藤隆
    • Organizer
      第48回NMR討論会
    • Place of Presentation
      福岡市,九州大学
    • Year and Date
      2009-11-12
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] In-cell NMRによる細胞内蛋白質の立体構造解析2008

    • Author(s)
      伊藤隆
    • Organizer
      第47回NMR討論会
    • Place of Presentation
      つくば市
    • Year and Date
      2008-11-13
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Investigating protein three-dimensional structures inside living cells by in-cell NMR spectroscopy2008

    • Author(s)
      伊藤隆
    • Organizer
      XXIIIth ICMRBS
    • Place of Presentation
      San Diego, USA
    • Year and Date
      2008-08-25
    • Related Report
      2008 Annual Research Report

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Published: 2008-04-01   Modified: 2018-03-28  

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