2020 Fiscal Year Annual Research Report
Microsecond resolved single molecule fluorescence measurements triggered by solution mixing
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18H02382
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
高橋 聡 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (30283641)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 一分子蛍光分光法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生体分子の運動性を分子動力学計算により再現し、生体分子の機能を理解することは、低コストの薬剤開発などにも繋がる重要課題である。本研究では、溶液の高速混合装置を改善してライン共焦点顕微鏡に組み合わせることで、稀にしか起こらない生体分子の構造変化を多数観察することを目的に計画した。装置開発を進めることで、揺らぎながら構造を形成し機能を果たす生体分子の実体を理解することを目指した。本年度は以下の成果を得た。
LAF-1は線虫の性細胞において形成されるP顆粒と呼ばれる液滴の構成タンパク質である。LAF-1の天然変性領域であるRGGドメインについて、蛍光色素のラベル化を行い、単独状態における構造特性を観測した。その結果、LAF-1のRGGドメインは通常の変性タンパク質とは大きく異なり、分子内相互作用が大変強く働いていること、さらに、相互作用にはドメイン内のチロシン残基が関与することを見出した。この強い相互作用は、集合状態における分子間の相互作用としても働くと想像される。
CytRのDNA結合ドメインは、単独では天然変性状態にあるが、DNAと結合することでコンパクトなドメイン構造を形成する。CytRに蛍光色素を二重ラベル化し、一分子レベルで構造特性を調べた。その結果、CytRはDNAがない条件においてもコンパクトな構造と広がった構造の二つの状態を持つことを見出した。
ポリアラニンを蛍光色素で二重ラベル化し、ナノ秒時間領域における蛍光相関分光法を用いて、水溶液中にて約70 nsの時定数を持つ蛍光の強度変化を確認した。この過程について検討を進めたが、この強度変化は試料の構造変化とは関係なく観察されることを見出した。この過程を理解し、タンパク質ダイナミクスを解釈する際の基礎データとする必要がある。
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| Research Progress Status |
令和2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 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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