高速AFM計測によるKaiタンパク質のロバストな概日周期発生機構の解明
| Project Area | Dynamical ordering of biomolecular systems for creation of integrated functions |
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| Project/Area Number |
16H00758
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Nagoya University (2017)
Kanazawa University (2016) |
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Principal Investigator |
内橋 貴之 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (30326300)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2017)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2016: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
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| Keywords | 時計タンパク質 / 高速原子間力顕微鏡 / プロテアソーム / 一分子計測 / ダイナミクス / 一分子計測(SMD) / 走査プローブ顕微鏡 / ナノバイオ / １分子計測(SMD) / 蛋白質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Kaiタンパク質の動的相互作用： KaiCのリン酸化状態に依存してKaiAとの相互作用が概日周期的に変動することを見出した(Phase Dependent Differential Affinity: PDDAと名付けた )。KaiCのリン酸化概日周期について、実験で得られたパラメーターを用いて数理シミュレイションを行い、PDDAが概日周期にどのような影響を及ぼすのかを調べた。PDDAが無い場合には、KaiAとKaiCの濃度比が変動すると概日周期が消失するのに対して、PDDAがある場合には概日周期が維持される濃度比が3倍程度大きくなった。このことから、PDDAは細胞内でのタンパク質濃度の揺らぎに対するKaiシステムの頑強性に寄与していることが明らかになった。また、温度制御下でKaiA-KaiCの相互作用を調べたところ、25-29℃の温度範囲では動的親和性に大きな変化は見られえず、30℃以上では、KaiAとKaiCの親和性が大きく変化することがわかった。
プロテアソームα7ホモ14量体のα６による2ステップ解体過程：領域内共同研究としてプロテアソーム構成タンパク質α7ホモ14量体がα6により解体される過程を観察した。α7-14量体をアミノシランで化学修飾したマイカに強固に吸着させると14量体が自発的に7量体に分離する様子が見られた。さらに，α7-7量体リングの中心孔にα6サブユニットが結合・解離を繰り返し、時間経過とともにα6が中心孔に強固に結合することが分かった。また、積層した７量体リング間に隙間が経時的に生じ、そこにα6が結合する様子が観察された。これらのことから、α7-14量体のα6サブユニットによる解体は、リング積層間隙へのα6の結合と解離、７量体リング中心孔へのα6の強固な結合によるダブルリングの再生阻止の２段階の過程を経ていることを明らかにした。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(63 results)
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[Journal Article] Mechano-Sensitive Rate constants, processivity, and productive binding ratio of chitinase A revealed by single-molecule analysis. Ion Channels.2018
Author(s)
Nakamura, A., Tasaki, T., Okuni, Y., Song, C., Murata, K., Kozai, T., Hara, M., Sugimoto, H., Suzuki, K., Watanabe, T., Uchihashi, T., Noji, H., & Iino, R.
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Journal Title
Physical Chemistry Chemical Physics
Volume: 20
Pages: 010-3018
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Dynamic clustering of dynamin-amphiphysin helices regulates membrane constriction and fission coupled with GTP hydrolysis.2018
Author(s)
Tetsuya Takeda, Toshiya Kozai, Huiran Yang, Daiki Ishikuro, Kaho Seyama, Yusuke Kumagai, Tadashi Abe, Hiroshi Yamada, Takayuki Uchihashi, Toshio Ando, Kohji Takei
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Journal Title
elife
Volume: 7
Pages: 1-19
DOI
NAID
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[Journal Article] Na+-induced structural transition of MotPS for stator assembly of Bacillus flagellar motor.2017
Author(s)
Terahara, N., Kodera, N., Uchihashi, T., Ando, T., Namba, K. & Minamino, T.
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Journal Title
Science Advances
Volume: 3
Pages: 4119-4119
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] A natural light-driven inward proton pump.2016
Author(s)
Keiichi Inoue, Shota Ito, Yoshitaka Kato, Yurika Nomura, Mikihiro Shibata, Takayuki Uchihashi, Satoshi P. Tsunoda and Hideki Kandori
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Journal Title
Nature Communication
Volume: 7
Pages: 13415-13415
DOI
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Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Dynamic remodeling of Dynamin complexes during membrane fission2017
Author(s)
Tetsuya Takeda, Daiki Ishikuro, Huiran Yang, Toshiya Kozai, Kaho Seyama, Yusuke Kumagai, Hiroshi Yamada, Takayuki Uchihashi, Toshio Ando, Kohji Takei
Organizer
日本生物物理学会第55回年会, シンポジウム "Biophysics of molecular assembly and biological membrane"
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