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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Analysis of structure and formation mechanism of polyubiquitin fibrils

Research Project

Project/Area Number 16K18503
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

森本 大智  京都大学, 工学研究科, 助教 (40746616)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Keywordsポリユビキチン / 構造ゆらぎ / 流体力学的応力
Outline of Annual Research Achievements

(1)ダイユビキチンのダイナミクスと酵素反応との関連性
前年度までに、K48結合型ダイユビキチンにおいて、二重合界面だけでなく、界面から離れた構造部位においてもナノ秒からマイクロ秒の構造ゆらぎが観測された。今年度はさらに、特定した構造揺らぎが関与する分子現象を解析、そして考察した。二重合界面の構造ゆらぎは、各ユビキチンユニットが開閉運動をする際のナノ秒からマイクロ秒の速い揺らぎに起因することが低温下における窒素核横緩和分散測定によって示された。また、界面から離れた構造部位における構造ゆらぎは、酵素反応受動性に関与することが示唆された。現在、得られた結果をまとめた学術論文を投稿し、査読中である。
(2)線維形成条件下におけるユビキチンの構造ゆらぎの解析
これまで、流体力学的応力によってポリユビキチンが線維形成することを報告した。しかし、流体力学的応力下でタンパク質はどのような振る舞いをするのかよくわかっていない。そこで、分子動力学法を用いて、ユビキチンおよび他2種類のタンパク質の流体力学的応力下での振る舞いを観察した。すると、3種類全てのタンパク質において方向性を持った回転運動が誘起されることがわかった。また、応力を強くするとタンパク質変性が観察できた。これらの結果は、流体力学的応力下における線維形成を理解する上で有用な知見であり、国際学術論文として発表した(Walinda, Morimoto, et al. BBA 2020)。

  • Research Products

    (9 results)

All 2020 2019

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Pinpoint analysis of a protein in slow exchange using F1F2-selective ZZ-exchange spectroscopy: assignment and kinetic analysis2020

    • Author(s)
      Mayu Nishizawa、Erik Walinda、Daichi Morimoto、Kenji Sugase
    • Journal Title

      Journal of Biomolecular NMR

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ユビキチン鎖の鎖長に依存した物性と分解2020

    • Author(s)
      森本 大智、白川 昌宏
    • Journal Title

      生化学

      Volume: 92 Pages: 7~13

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2020.920007

  • [Journal Article] Visualizing protein motion in Couette flow by all-atom molecular dynamics2020

    • Author(s)
      Walinda Erik、Morimoto Daichi、Shirakawa Masahiro、Scheler Ulrich、Sugase Kenji
    • Journal Title

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects

      Volume: 1864 Pages: 129383

    • DOI

      10.1016/j.bbagen.2019.06.006

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 生体分子レオロジーNMRの開発と応用2019

    • Author(s)
      森本 大智、菅瀬 謙治
    • Journal Title

      日本核磁気共鳴学会機関誌

      Volume: 10 Pages: 64-68

  • [Journal Article] 高感度Rheo-NMRによるアミロイド線維化過程のその場観察2019

    • Author(s)
      森本 大智、菅瀬 謙治
    • Journal Title

      月刊「細胞」

      Volume: 51 Pages: 32-36

  • [Presentation] Fibrillar protein aggregate formation of poly-ubiquitin revealed by physical property analysis2019

    • Author(s)
      Morimoto Daichi、Walinda Erik、Sugase Kenji、Shirakawa Masahiro
    • Organizer
      The 92nd annual meeting of the japanese biochemical society
    • Invited
  • [Presentation] Amyloid formation of poly-ubiquitin chains investigated by biological rheo-NMR spectroscopy2019

    • Author(s)
      Morimoto Daichi、Walinda Erik、Iwakawa Naoto、Yamamoto Akihiko、Shirakawa Masahiro、Scheler Ulrich、Sugase Kenji
    • Organizer
      EUROISMAR 2019
  • [Presentation] バイオレオロジーNMR法の開発と応用2019

    • Author(s)
      Morimoto Daichi
    • Organizer
      The 20th Young NMR Scientist Meeting
    • Invited
  • [Presentation] Amyloid fibril formation of poly-ubiquitin revealed by physical property analysis2019

    • Author(s)
      Morimoto Daichi、Walinda Erik、Sugase Kenji、Shirakawa Masahiro
    • Organizer
      Joint Annual Meeting of 71st JSCB and 19th PSSJ
    • Invited

URL: 

Published: 2021-01-27  

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