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SecDFのタンパク質膜透過促進機構に関する電子顕微鏡構造解析

Publicly Offered Research

Project AreaStructural basis of cell-signalling complexes mediating signal perception, transduction and responses
Project/Area Number 25121742
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 InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

三尾 和弘  独立行政法人産業技術総合研究所, 創薬分子プロファイリング研究センター, 主任研究員 (40470041)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2014: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2013: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Keywords膜蛋白質 / 電子顕微鏡 / 構造解析 / 単粒子解析 / トモグラフィー
Outline of Annual Research Achievements

SecDFはトランスロコン複合体において、膜を通過したペプチドをつかんでペリプラズム側に引き上げることで、淀みないペプチド輸送を可能にする。結晶解析からSecDFにはペプチド引き上げの初期状態(F型)と、後期状態(I型)の少なくとも2つの構造があることが示唆されたが、その構造変化については証明されていなかった。
高純度に精製したタンパク質を電子顕微鏡撮像し、得られた大量の画像データから単粒子解析法により3次元構造解析を行った。またHigh angle annular dark field-STEM走査透過電子顕微鏡を用いて50個のSecDFタンパク質をトモグラフィーで撮影して3次元構造決定を行った。それらを多変量解析による階層的クラスタリング分類したところ、P1Head領域の構造としては全体構造で決定されたF-formと、部分構造で見られたI-formが主要な構造状態であることが示され、統計学的手法を用いて行った単粒子構造解析の結果とも一致した。またそれらの中間と思われる構造も多数見つかったことから、SecDFは主要な2型の間で自身の構造を大きく変えることで新生ペプチドの膜透過を助けている仕組みが示唆された。またI型のみを効率よく選び出すために、Ile272とLeu422をシステイン置換したコンストラクトを用いた単粒子構造解析からはP1ヘッド構造の立った粒子像が観測され、分子内架橋によってI型構造比率を高めた試料となることがわかった。これら得られた結果を (J Struct Funct Genomics, 15, 107 (2014))に報告した。更に単粒子解析技術を広めることを目的に、一般研究者や大学院生等が広く目を通す科学雑誌に概説を記した(実験医学、32,540,2014)。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (11 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Conformational variation of the translocon enhancing chaperone SecDF2014

    • Author(s)
      K.Mio, T.Tsukazaki, H.Mori, M.Kawata, T.Moriya, Y.Sasaki, R.Ishitani, K.Ito, O.Nurekiand C.Sato
    • Journal Title

      J Struct Funct Genomics

      Volume: 15 Issue: 3 Pages: 107-115

    • DOI

      10.1007/s10969-013-9168-4

    • NAID

      120005716853

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Long-term Expression of the Lamin A Mutant Associated with Dilated Cardiomyopathy Induces Senescence.2014

    • Author(s)
      Moriuchi T, Osumi T, Mio K, Muraoka T, Hirose F,
    • Journal Title

      Genes to Cells

      Volume: 19 Issue: 12 Pages: 901-908

    • DOI

      10.1111/gtc.12189

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Establishment of culture systems for Genotypes 3 and 4 hepatitis E virus (HEV) obtained from human blood and application of HEV inactivation using a pathogen reduction technology system.2014

    • Author(s)
      Owada T, Kaneko M, Matsumoto C, Sobata R, Igarashi M, Suzuki K, Matsubayashi K, Mio K, Uchida S, Satake M, Tadokoro K.
    • Journal Title

      Transfusion

      Volume: 54 Issue: 11 Pages: 107-115

    • DOI

      10.1111/trf.12686

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 3D structure determination of protein using TEM single particle analysis2014

    • Author(s)
      Sato C, Mio K, Kawata M, Ogura T
    • Journal Title

      Microscopy

      Volume: 63 Issue: suppl 1 Pages: i9-i10

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfu074

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Conformational variation of the translocon enhancing chaperone SecDF.2014

    • Author(s)
      Mio K, Tsukazaki T, Mori H, Kawata M, Moriya T, Sasaki Y, Ishitani R, Ito K, Nureki O, Sato C.
    • Journal Title

      Journal of Structural Function and Genomics

      Volume: -

    • NAID

      120005716853

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] TRPチャネルとOrai-STIM複合体系の構造と局在の解析2014

    • Author(s)
      三尾和弘、丸山雄介、小椋俊彦、佐藤主税
    • Journal Title

      実験医学

      Volume: 32 Pages: 540-548

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Journal Article] Membrane cholesterol modulates the hyaluronan-binding ability of CD44 in T lymphocytes and controls rolling under shear flow.2013

    • Author(s)
      Murai T, Sato C, Sato M, Nishiyama H, Suga M, Mio K, Kawashima H.
    • Journal Title

      Journal of Cell Science

      Volume: 126 Pages: 3284-3294

    • DOI

      10.1242/jcs.120014

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Novel Convergence-Oriented Approach for Evaluation and Optimization of Workflow in Single Particle 2D Averaging of Electron Microscope Images,2013

    • Author(s)
      T.Moriya, K.Mio, C.Sato
    • Journal Title

      Microscopy

      Volume: 62 Issue: 5 Pages: 491-513

    • DOI

      10.1093/jmicro/dft026

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Molecular basis of conformational dynamics and enzymatical maturation process of nuclear lamin A related to onset of laminopathies2014

    • Author(s)
      三尾 和弘、三尾 宗代、杉木 俊彦、角田 舞
    • Organizer
      第37回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2014-11-26
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 犬ジステンパーウイルスエンベロープタンパク質HおよびFの相互作用解析と電子顕微鏡による構造解析2014

    • Author(s)
      依田芽生, 福原秀雄, 武田森, 三尾和弘, PLATTET Philippe, 竹田誠, 前仲勝実
    • Organizer
      第63回日本ウイルス学会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2014-11-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] E型肝炎ウイルス(HEV)は、そのビリオン以外に、化学的性質の異なるカプシド蛋白も、多量に産生する2014

    • Author(s)
      大和田尚、松本千惠子、三尾和弘、篠原直也、蕎麦田理英子、内田茂治、佐竹正博、田所憲治
    • Organizer
      第63回日本ウイルス学会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2014-11-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Molecular basis of conformational dynamics and enzymatical maturation process of nuclear lamin A related to onset of laminopathies2014

    • Author(s)
      角田 舞、三尾 宗代、杉木 俊彦、三尾 和弘
    • Organizer
      第52回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2014-09-25
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Observation of Tissues in Solution by Atmospheric Scanning Electron Microscope (ASEM)2014

    • Author(s)
      N. Mentily, K. Mio, M. Sato, T. Ebihara, C. Sato
    • Organizer
      Microscopy & Microanalysis 2014
    • Place of Presentation
      Hartford, CT
    • Year and Date
      2014-08-05
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Conformational variation of the peptide permeable channel chaperone revealed by electron microscopy2014

    • Author(s)
      K.Mio
    • Organizer
      4th Asia Pacific Protein Association Conference
    • Place of Presentation
      Jeju, Korea
    • Year and Date
      2014-05-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] タンパク質膜輸送を促進する膜タンパク質SecDFの構造解析2014

    • Author(s)
      三尾 和弘、川田 正晃、守屋 俊夫、佐々木 義和、佐藤 主税
    • Organizer
      第70回日本顕微鏡学会
    • Place of Presentation
      幕張
    • Year and Date
      2014-05-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Conformational dynamics of nuclear lamin A and laminopathic mutated proteins revealed by electron microscopy and high speed atomic force microscopy

    • Author(s)
      三尾 和弘、山下 隼人、杉木 俊彦、松田 知栄、三尾 宗代、林 由起子
    • Organizer
      2013 Scientific Workshop Progeria Research Foundation
    • Place of Presentation
      Bethesda, MD, USA
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Three dimensional reconstruction of HLA-G2/G6 isoform

    • Author(s)
      三尾 和弘、黒木 喜美子、松原 永季、笠井 宣征、佐藤 主税、前仲 勝実
    • Organizer
      International Conference on Structural Genomics 2013
    • Place of Presentation
      Keio Plaza Hotel, Sapporo Japan
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Three dimensional reconstruction of HLA-G2/G6 isoform

    • Author(s)
      三尾 和弘、黒木 喜美子、松原 永季、笠井 宣征、佐藤 主税、前仲 勝実
    • Organizer
      第 51 回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      京都国際会館、京都
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Conformational variation of the translocon enhancing chaperone SecDF

    • Author(s)
      三尾和弘
    • Organizer
      JSB-BA Seminar 2013
    • Place of Presentation
      Max Planck Florida Institute, Jupiter, FL, USA
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Book] 実験医学2014

    • Author(s)
      三尾和弘、丸山雄介、小椋俊彦、佐藤主税
    • Total Pages
      9
    • Publisher
      羊土社
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 産業技術総合研究所 創薬分子プロファイリング研究センター

    • URL

      http://www.molprof.jp/

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] https://unit.aist.go.jp/biomed-ri/ci/index.html

    • Related Report
      2013 Annual Research Report

URL: 

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

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