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重水素化中性子小角散乱を用いた天然変性タンパク質による揺らぎ構造の解析

Publicly

Project AreaTarget recognition and expression mechanism of intrinsically disordered protein
Project/Area Number 24113709
Research Category

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

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

杉山 正明  京都大学, 原子炉実験所, 教授 (10253395)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2014-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Fiscal Year 2013: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2012: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Keywords中性子小角散乱 / 部分重水素化 / コントラスト変調 / シヌクレイン / 重水素化 / コントラスト変調法 / PA28
Research Abstract

タンパク質の溶液中における構造及び構造変化を明らかにすることはその機能発現機構を理解するために大変重要である。そこで、この溶液中での構造解析手法として小角散乱法が注目されている。また、固定された構造を持つのではなく結合対象によりその構造を変化させる天然変性タンパク質においても、構造変化が溶液中で進行し、結晶構造解析では見ることができない不定形領域も散乱に反映されるため、天然変性領域等の構造解析にはこの小角散乱が有力な手法である。ただし、タンパク質複合体における特定部分(天然変性領域など)の構造を観測するためには、中性子の特徴を生かした試料重水素化と溶媒コントラスト変調法が必要である。しかしながら、これらを組み合わせた手法は解析法は未開発である。
そこで、本研究では、計算上75%重水素化タンパク質が重水溶媒中で散乱が消去されることに注目した。実際に75%重水素化タンパク質(75d-PbaB)を調製し、それと会合する軽水素化タンパク質として天然変性タンパク質の一つαシヌクレインを用意し、混合系における構造変化を重水水溶液中で観測した。
その結果、混合系においてもαシヌクレインのみの構造を観測することに成功するとともに、PbaBとの結合により2次構造の消失と若干のサイズ収縮が起こっていることが確認された。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report

Research Products

(8 results)

All 2014 2013 2012

All Journal Article Presentation

  • [Journal Article] Conformational characterization of a protein complex involving intrinsically disordered protein by small-angle neutron scattering using the inverse contrast matching method: a case study of interaction between a-synuclein and PbaB tetramer as a model chaperone2014

    • Author(s)
      Masaaki Sugiyama
    • Journal Title

      J. Appl. Cryst

      Volume: 47 Pages: 430-435

    • DOI

      10.1107/s1600576713033475

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Spatial arrangement and functional role of α subunits of proteasome activator PA28 in hetero-oligomeric form2013

    • Author(s)
      Masaaki Sugiyama
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 432 Pages: 141-145

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] SANS investigation on Subunit Exchange in Protein Complexes2014

    • Author(s)
      Masaaki Sugiyama
    • Organizer
      Neutrons in Bilogy and Biotechnology
    • Place of Presentation
      Grunoble, France
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] SANS investigation of protein structure in solution2013

    • Author(s)
      杉山正明
    • Organizer
      台日中性子・X線散乱研究会
    • Place of Presentation
      KEK Tokai Campus
    • Year and Date
      2013-02-25
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Application of small-angle NEUTRON scattering to structural study of protein complex - perspective on combination of deuteration and contrast variation method -2013

    • Author(s)
      杉山正明
    • Organizer
      第2回国際シンポジウム「天然変性タンパク質の分子認識機構と機能発現」
    • Place of Presentation
      理化学研究所 横浜研究所交流棟ホール
    • Year and Date
      2013-01-23
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Small-angle neutron scattering for investigation of subunit kinetics of protein complex in solution2013

    • Author(s)
      Masaaki Sugiyama
    • Organizer
      International Symposium on Diffraction Structural Biology 2013
    • Place of Presentation
      Nagoya
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Kinetics in Protein Complexes Revealed by Deuteration-Assisted Small-Angle Neutron Scattering2013

    • Author(s)
      Masaaki Sugiyama
    • Organizer
      International Conference on Neutron Scattering 2013
    • Place of Presentation
      エディンバラ(イギリス)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Structural Investigation of b-Crystallin in an Aqueous Solution by Small Angle Neutron Scattering Simulation2012

    • Author(s)
      Yutaro Ueki
    • Organizer
      15th International Small Angle Scattering Conference
    • Place of Presentation
      Sydney Convention and Exhibition Centre
    • Year and Date
      2012-11-18
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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