Development of analytical techniques for structural property dynamics based on high-speed AFM
Publicly Offered Research
| Project Area | Soft Crystals: Science and Photofunctions of Easy-Responsive Systems with Felxibility and Higher-Ordering |
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| Project/Area Number |
18H04512
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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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| Research Institution | Nagoya University |
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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) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | 高速原子間力顕微鏡 / 力学マッピング / ゲル微粒子 / ヘムタンパク質 / 結晶構造 / 機械特性 / ダイナミクス解析 / 超分子ファイバー / ソフトクリスタル / ナノ動態 / 構造 / ダイナミクス評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、高速AFMを用いて外部刺激に応答するソフトクリスタルの表面・物性構造のダイナミクスを高時空間分解能で可視化する基盤技術を確立し、ソフトクリスタルの機能創発の分子機構を明らかにすることを目的としている。以下に今年度の成果を項目ごとに記述する。
1. 高速力学マッピング法の開発：高速AFMでイメージング中に任意の位置での定量機械特性を取得可能な”in-line-force-curve”法を開発した。この手法を用いてチューブリンが重合したタンパク質ポリマーである微小管の単一チューブリンダイマーの引き抜きによる局所構造操作に成功し、チューブリンダイマー間の結合エネルギーの定量化を行った。さらに、”in-line-force-curve”を拡張し、機械特性(弾性率・凝着力)を1フレーム3秒程度でマッピングできるシステムを開発した。
2. 高分子ゲル微粒子の昇温収縮の過程：温度制御型高速AFMと位相計測を組み合わせて、熱応答性のpNiPAmハイドロゲル微粒子の温度依存的収縮過程を観察したところ、微粒子内部に非熱応答性のナノサイズのドメインが存在することを見出した。また、この非熱応答性ドメインは沈殿重合法、あるいは体積相転移温度以下での逆相ミニエマルション重合法で重合した微粒子に存在し、体積相転移温度よりも高い温度で重合された微粒子ではナノドメイン微粒子内に均一に分布することを明らかにした。
3. 六量体ヘムタンパク質のシート構造形成過程の観察：六量体ヘムタンパク質(HTTP)のモノマーにCys残基を導入してトリペプチドFGGタグを付与し、さらに、ククルビットウリル8(CB8)をFGGタグのホストとすることで、HTTPのシート状自己組織化構造を作製することに成功した。また、シート形成過程を高速AFMでモニターし、シート構造形成の詳細を明らかにした。
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| Research Progress Status |
令和元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 |
令和元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
(50 results)
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[Journal Article] Supramolecular tholos-like architecture constituted by archaeal proteins without functional annotation.2020
Author(s)
Maho Yagi-Utsumi,Arunima Sikdar,Chihong Song,Jimin Park,Rintaro Inoue,Hiroki Watanabe,Raymond N Burton-Smith,Toshiya Kozai,Tatsuya Suzuki,Atsuji Kodama,Kentaro Ishii,Hirokazu Yagi,Tadashi Satoh,Susumu Uchiyama,Takayuki Uchihashi,Keehyoung Joo,Jooyoung Lee,Masaaki Sugiyama,Kazuyoshi Murata,Koichi Kato
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 10
Issue: 1
Pages: 1540-1540
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Mutational and Combinatorial Control of Self-Assembling and Disassembling of Human Proteasome α Subunits2019
Author(s)
Taichiro Sekiguchi, Tadashi Satoh, Eiji Kurimoto, Chihong Song, Toshiya Kozai, Hiroki Watanabe, Kentaro Ishii, Hirokazu Yagi, Saeko Yanaka, Susumu Uchiyama, Takayuki Uchihashi, Kazuyoshi Murata and Koichi Kato
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Journal Title
Int. J. Mol. Sci.
Volume: 20
Issue: 9
Pages: 2308-2308
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] The Fab portion of immunoglobulin G contributes to its binding to Fcγ receptor III.2019
Author(s)
[Rina Yogo,Yuki Yamaguchi,Hiroki Watanabe,Hirokazu Yagi,Tadashi Satoh,Mahito Nakanishi,Masayoshi Onitsuka,Takeshi Omasa,Mari Shimada,Takahiro Maruno,Tetsuo Torisu,Shio Watanabe,Daisuke Higo,Takayuki Uchihashi,Saeko Yanaka,Susumu Uchiyama,Koichi Kato]
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 9
Issue: 1
Pages: 11957-11957
DOI
NAID
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Crystal structure of heliorhodopsin2019
Author(s)
W. Shihoya, K. Inoue, M. Singh, M. Konno, S. Hososhima, K. Yamashita, K. Ikeda, A. Higuchi, T. Izume, Okazaki S, Hashimoto M, Mizutori R, Tomida S, Yamauchi Y, Abe-Yoshizumi R, K. Katayama, SP. Tsunoda, M. Shibata, Y. Furutani, A. Pushkarev, O. Béjà, T. Uchihashi, H. Kandori, O. Nureki
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Journal Title
Nature
Volume: 574
Issue: 7776
Pages: 132-136
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] On-Membrane Dynamic Interplay between Anti-GM1 IgG Antibodies and Complement Component C1q.2019
Author(s)
Saeko Yanaka,Rina Yogo,Hiroki Watanabe,Yuki Taniguchi,Tadashi Satoh,Naoko Komura,Hiromune Ando,Hirokazu Yagi,Nobuhiro Yuki,Takayuki Uchihashi,Koichi Kato
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Journal Title
International Journal of Molecular Sciences
Volume: 21
Issue: 1
Pages: 147-147
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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