2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of analyzing methods for protein-protein interactions and protein dynamics by means of ODMR and in-cell NMR
| Project Area | Novel measurement techniques for visualizing 'live' protein molecules at work |
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| Project/Area Number |
26119004
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
白川 昌宏 京都大学, 工学研究科, 教授 (00202119)
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| Project Period (FY) |
2014-07-10 – 2019-03-31
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| Keywords | ODMR / in-cell NMR / 細胞内蛋白質 / 細胞小器官 / Rheo-NMR |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ナノダイヤモンド（ＮＤ）を使った光検出磁気共鳴（ODMR）法について、（１）ＮＤ中でセンサーとして機能する格子欠陥（窒素-空孔中心、NVセンター）を形成する技術の開発、（２）ＮＤによる分子特異的標識技術の開発、および（１）NVセンターを用いた新規ナノ計測技術を開発した。（２）については、ＮＤの効率的な親水化手法として、極めて簡便なワンポット親水ポリマー化技術を開発したこの手法はＮＤを細胞内の標的部位に送達する際に問題となる生体分子との非特異吸着を排除する効率的な方法であり、親水化後のＮＤはクロスリンカーが適用可能である。更にこの手法を基盤技術として、ペプチド等のターゲティング分子と親水化ＮＤを共有結合することで、細胞内の標的部位（ミトコンドリアや核内など）にＮＤを効率的に送達する手法を確立しつつある。
（2）について、蛋白質重合体（細胞骨格、ストレスファイバー）の単量体をＮＤに修飾することにより、細胞内で起こる重合過程を利用した新たなダイヤモンド標識方法を確立し、その動態を追跡した。ＮＤが複数標識されたストレスファイバーの動態を追跡したところ、収縮時にストレスファイバーが歪むことが確認された。
また、試料に剪断流を加えながらNMR測定ができる新たなRheo-NMR法を開発した。従来法に比べ簡便で、極低温プローブ装着のNMR装置にも適用できる. 現在，本手法はRheo-NMR法として世界最高感度・分解能である．剪断流は異常蛋白質凝集体であるアミロイド線維の形成を促進することから、Rheo-NMR法はアミロイド線維形成をリアルタイムかつ原子分解能で追跡することに有用である。また、筋萎縮性側索硬化症に関与するSOD1に関してアミロイド線維に特異的に結合するチオフラビンTを利用することで、本来溶液NMR法で解析が困難な線維前駆体および線維の形成をリアルタイム追跡することが出来た。
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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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Research Products
(6 results)
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[Journal Article] Cooperative domain formation by homologous motifs in HOIL-1L and SHARPIN plays crucial roles in LUBAC stabilization.2018
Author(s)
Fujita, H., Tokunaga, A., Shimizu, S., Whiting, A.L., Aguilar-Alonso, F., Takagi, K., Walinda, E., Sasaki, Y., Shimokawa, T., Mizushima, T., Ohki, I., Ariyoshi, M., Tochio, H., Bernal, F., Shirakawa, M., and *Iwai, K
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Journal Title
Cell. Rep.
Volume: 23
Pages: 1192 ~1204
DOI
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