過渡的に形成されるDNA結合タンパク質多量体の動的構造の蛍光１分子イメージング
Publicly Offered Research
| Project Area | Novel measurement techniques for visualizing 'live' protein molecules at work |
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| Project/Area Number |
17H05892
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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 |
Complex systems
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| Research Institution | The Graduate School for the Creation of New Photonics Industries |
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Principal Investigator |
横田 浩章 光産業創成大学院大学, 光産業創成研究科, 准教授 (90415547)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2018)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | タンパク質・核酸の構造・動態・機能 / 蛍光1分子イメージング / 磁気共鳴 / ナノ計測 / 1分子計測 / ナノバイオ / 核酸 / 酵素反応 / １分子計測(SMD) |
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| Outline of Annual Research Achievements |
DNA複製・修復・組み換えは、種の遺伝的連続性を保証する最も重要な機構である。これまで、これらの機構に関与する数々のタンパク質の同定と構造解析がなされ、詳細な生化学的解析に基づいて反応機構のモデルが提唱されてきた。一方、実際これらのタンパク質が機能する多数のサブユニットからなる複合体の3次元構造やダイナミクスに迫ること困難なこともあり、様々なタンパク質分子の相互作用ダイナミクスについては不明な点が多く残されている。
本研究では、大腸菌のDNA修復機構で機能する非六量体型ヘリカーゼUvrDがDNAを巻き戻す際に形成する過渡的な多量体の動的構造を蛍光1分子イメージングで解明することを目指している。
平成30年度は、UvrDの多量体のタンパク質－タンパク質間相互作用の構造ダイナミクスとDNA巻き戻し活性の関係を探るために、UvrD間の1分子FRETの観察を行った。さらに、C末のアミノ酸を欠如させた変異体とDNA巻き戻し活性が高い変異体のDNA上での多量体形成を蛍光1分子イメージングした。C末のアミノ酸を欠如させた変異体の蛍光1分子直視については、過去の報告に反し多量体でDNAを巻き戻すことを明らかにした。また、そのDNAへの結合・解離ダイナミクスを解析したところ、1分子目のDNAへの結合・解離速度は野生型UvrDと同等だったのに対し、2分子目のDNAへの結合・解離速度はともに野生型UvrDより数倍大きいことを明らかにした。この結果はC末端アミノ酸が多量体形成に重要であることを示唆している。
また、UvrDの多量体構造の光検出磁気共鳴（ODMR）による解明に向けて、蛍光ダイヤモンドナノ粒子の表面修飾、ビオチン－アビジン系を利用したUvrDの蛍光ダイヤモンドナノ粒子標識、そのDNAへの結合の蛍光1分子イメージングを試みた。
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| Research Progress Status |
平成30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 |
平成30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
(6 results)
