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Overcoming the problems in CryoEM analysis using sugar chain and its application to the innate immune receptor, TLR

Research Project

Project/Area Number 21K19328
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 47:Pharmaceutical sciences and related fields
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Shimizu Toshiyuki  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 教授 (30273858)

Project Period (FY) 2021-07-09 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywordsクライオ電子顕微鏡 / Orientation bias / 糖鎖 / 構造生物学 / Toll様受容体
Outline of Research at the Start

構造解析においてはいくつもの困難に直面するが、クライオ電子顕微鏡による単粒子解析も例外ではない。Orientation biasの問題も大きな問題の一つである。これは構造解析のためには分子のランダムに向いていなければならないがある一定の方向を向いてしまい、その結果分解能向上が困難になるという問題である。この問題を克服するすべてのタンパク質に適用できる万能の方法はないが、糖タンパク質の場合は、糖鎖の付加を変異導入などによってコントロールできる可能性がある。糖タンパク質であるToll様受容体に対しまず適用し、さらに本方法の適用可能性の拡大を検討する。

Outline of Final Research Achievements

We tried to solve the problems in CryoEM analysis (aggregation, orientation bias etc) by the chemical modification (PEGylation). PEGylation effectivly work in some proteins, allowing the structural analysis. TLR7 is a glycoprotein and we prepared the TLR7 trimmed by EndH, and no trimmed TLR7. However, orientation bias in CryoEM analysis was not improved in both cases. In addition, introduction of glyco-sites sometimes affect the expression level of the protein.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

PEG化などの化学修飾は容易に試みることができる方法であり、クライオ電子顕微鏡解析で問題点がある場合は試す価値のある方法である。一方糖鎖導入は手間のかかる方法でありOrientation biasを解決するまでにはいたらないが、タンパク質の物性を変えることも期待できるので試行する価値はあると考えられる。

Report

(3 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (2 results)

All 2021 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Improving particle quality in cryo-EM analysis using a PEGylation method2021

    • Author(s)
      Zhang Zhikuan、Shigematsu Hideki、Shimizu Toshiyuki、Ohto Umeharu
    • Journal Title

      Structure

      Volume: 29 Issue: 10 Pages: 1192-1199.e4

    • DOI

      10.1016/j.str.2021.05.004

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Remarks]

    • URL

      https://kouzou.f.u-tokyo.ac.jp/

    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-07-13   Modified: 2024-01-30  

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