2019 Fiscal Year Annual Research Report
The mechanism for severging of F-actin by gelsolin-like protein
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17K07373
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| Research Institution | Tokai Gakuin University |
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Principal Investigator |
小田 俊郎 東海学院大学, 健康福祉学部, 教授(移行) (20321739)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤原 郁子 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10742075)
武田 修一 名古屋大学, 理学研究科, 研究員 (50509081)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | アクチン / 構造空間 / 1分子 / フラグミン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アクチン繊維が切断される分子機構を解明するために脱重合過程を検討した。まず、脱重合をF型からG型への転移と考え、分子シミュレーション（MD）を用いて状態間転移を検討した。この成果をJ Mol Biolにて発表した。線維内でF型がG型にもどり解離する過程を検討するために、F2A4結晶構造と6djmを参考にして線維の原子モデルを構築した。本年度は、3~9分子からなる線維を用いてMDを行い、線維内の分子ゆらぎを検討した。また、pulling MDを行い、脱重合のパスを検討した。
フラグミンによるアクチン線維切断のカルシウム制御機構を検討するために、カルシウム存在下でフラグミンを結晶構造解析した。カルシウム結合ゲルゾリンの構造と比較し、フラグミン特有のカルシウム結合サイトを見出した。この成果をJ Muscle Res Cell Motilにて発表した。本年度は、カルシウム非存在下で結晶をえることが出来なかったため、X線小角散乱法を用いてカルシウム結合による影響を検討した。フラグミンはカルシウム非存在下でコンパクトな構造をとるが、カルシウムの結合によりアクチン結合部位が露出され、線維への結合・切断が起こるモデルを得た。
フラグミンによる線維切断機構を検討するためにはその各部位の役割を同定する必要である。フラグミンN末端部位の役割を検討するために、ΔN型フラグミンを作成・精製し、全反射顕微鏡を用いてアクチン線維が切断されていく様子をリアルタイムで観察・計測した。ΔN型はアクチン線維を切断する速度が低いこと、N末端部位の重要性を明らかにした。また、今まで用いてきたAlexa488 NHS-Esterの入手が困難になったため、ATTO520 NHS-Esterでの染色を試み、さらに、アクチン重合ダイナミクスにほとんど影響しないことを確認して、アクチン線維切断１分子測定法を最適化した。
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[Presentation] “Bacterial actin homolog, MreBs and fibril are essential for the swimming motility of Spiroplasma eriocheiris”,2019
Author(s)
Fujiwara, I., Takahashi, D., Sasajima, Y., Kiyama, H., Arakawa, A., Kato, K., Miyata, T., Kakizawa, S., Namba, K. and Miyata, M.
Organizer
The 11th Toyota Riken International Workshop"Actin Filament: beyond the atomic resolution structures"
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Cell motility based on the polymerization dynamics”2019
Author(s)
Fujiwara, I., Takahashi, D., Sasajima, Y., Remmert, K., Hammer, J. and Miyata, M.
Organizer
International Workshop on Quantum Sensing & Biophotonics
Int'l Joint Research
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