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DNA結合タンパク質のATPaseの蛍光1分子イメージング

Publicly Offered Research

Project AreaWater plays a key role in ATP hydrolysis and ATP-driven functions of proteins
Project/Area Number 23118711
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Complex systems
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

横田 浩章  京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 講師 (90415547)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2012: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2011: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords1分子計測 / ナノバイオ / 核酸 / 酵素反応
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。現時点では、さまざまなタンパク質分子が実際にどのように相互作用しつつ、非常に複雑な反応を速やかに、そして絶妙な精度で触媒するのかについてのダイナミクスはわかっていない。ましてや、それらのタンパク質がエネルギー源であるATPをどのように結合・解離し、その加水分解エネルギーを化学力学変換して、DNAと相互作用し機能を発揮しているのかについての詳細はわかっていない。このATPの加水分解エネルギーの化学力学変換機構の理解のためには、直接ATPとタンパク質が相互作用している現場を可視化することが鍵となる。そこで本研究では、1分子蛍光イメージング観察系の改良を通して、DNA結合タンパク質のATPの結合・解離状態を高濃度ATP条件下で1分子可視化できる系を構築し、その化学力学変換機構に迫ることを目的とした。
平成24年度は、DNA基質の設計と作製、1分子蛍光イメージング観察系の改良を行いながら、本領域公募研究にて開発したゼロモード導波路(ナノ開口アレイ)を用い、ATPase1分子イメージングを継続した。そして、ナノ開口に固定したヘリカーゼ1分子のATPaseとそのヘリカーゼによるDNAの巻き戻しを同時に1分子計測できる系を確立した。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2013 2012 2011

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 3 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Single-molecule imaging of the oligomer formation of the non-hexameric Escherichia coli UvrD helicase2013

    • Author(s)
      Yokota, H., Chujo, Y., and Harada, Y.
    • Journal Title

      Biophysical Journal

      Volume: 104 Issue: 4 Pages: 924-933

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2013.01.014

    • NAID

      120005245095

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Binding of hairpin pyrrole and imidazole polyamides to DNA : relationship between torsion angle and association rate constants2012

    • Author(s)
      Han YW, Matsumoto T, Yokota H, Kashiwazaki G, Morinaga H, Hashiya K, Bando T, Harada Y, Sugiyama H.
    • Journal Title

      Nucleic Acids Res

      Volume: 40 Issue: 22 Pages: 11510-11517

    • DOI

      10.1093/nar/gks897

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Real-time background-free selective imaging of fluorescent nanodiamond in vivn2012

    • Author(s)
      Ryuji Igarashi, Yohsake Yoshinari, Riroaki Yokoia, Takuma Sugi, Fuminori Sugihara, Kazuhiro Ikeda, Hiroshi Sumiya, Shigenori Tsuji, Ikme Mori, Hidehito Tochio, Yoshie Rarada, Masahiro Shirakawa.
    • Journal Title

      Nano Letters

      Volume: 12 Issue: 11 Pages: 5726-5732

    • DOI

      10.1021/nl302979d

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Single-molecule imaging of ATPase reactions catalyzed by a DNA helicase2013

    • Author(s)
      Yokota, H.
    • Organizer
      Symposium on Hydration and ATP Energy
    • Place of Presentation
      ホテル岩沼屋(仙台市)
    • Year and Date
      2013-03-06
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] タンパク質1分子の動態計測―1分子直視と1分子顕微鏡開発―2013

    • Author(s)
      横田浩章
    • Organizer
      北海道大学理学研究院化学部門生物有機化学研究室セミナー
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2013-02-18
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 大腸菌非六量体型DNAヘリカーゼUvrDの 多量体形成の1分子イメージング2013

    • Author(s)
      横田浩章, 原田慶恵
    • Organizer
      2013年生体運動研究合同班会議
    • Place of Presentation
      広島大学
    • Year and Date
      2013-01-13
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] タンパク質1分子の動態計測―1分子直視と1分子顕微鏡開発―2012

    • Author(s)
      横田浩章
    • Organizer
      名古屋大学理学研究科生命理学専攻セミナー
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2012-12-25
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 大腸菌非六量体型DNA ヘリカーゼUvrD は多量体でDNA を巻き戻す2012

    • Author(s)
      横田浩章, 原田慶恵
    • Organizer
      第35回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場・マリンメッセ福岡
    • Year and Date
      2012-12-11
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 大腸菌非六量体型DNA ヘリカーゼUvrD は多量体でDNA を巻き戻す2012

    • Author(s)
      横田浩章, 原田慶恵
    • Organizer
      日本生物物理学会第50回年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2012-09-24
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] DNA結合タンパク質のATPaseの蛍光1分子イメージング2012

    • Author(s)
      横田浩章
    • Organizer
      科学研究費補助金新学術領域研究「水を主役としたATPエネルギー変換」第4回全体会議
    • Place of Presentation
      仙台秋保温泉岩沼屋
    • Year and Date
      2012-03-08
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] DNA結合タンパク質のATPaseの蛍光1分子イメージング2011

    • Author(s)
      横田浩章
    • Organizer
      新学術領域研究「水を主役としたATPエネルギー変換」前期研究報告会(2008-2010)
    • Place of Presentation
      大阪ガーデンパレス
    • Year and Date
      2011-08-09
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Book] Protein Interactions2012

    • Author(s)
      Hiroaki Yokota
    • Total Pages
      20
    • Publisher
      Intech
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

URL: 

Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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