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2008 Fiscal Year Annual Research Report

膜タンパク質会合過程の高速AFMイメージング

Research Project

Project/Area Number 19042009
Research InstitutionKanazawa University

Principal Investigator

内橋 貴之  Kanazawa University, 数物科学系, 准教授 (30326300)

Keywords生物物理 / AFM / 蛋白質
Research Abstract

1. バクテリオロドプシン(bR)の構造変化の観察 : 光吸収サイクルが野性型bRよりも遅いD96N変異体を試料として、緑色レーザー光照射時の光吸収に伴う構造変化の観察を行った。細胞質側では光照射に同期してAFMで観察されるモノマーの輝点が約0.7nm変化することがわかった。光励起された分子の寿命を解析した結果、AFMで観察された構造変化は、基底状態からN中間体への遷移時に発生すると考えられている、EFループの移動であることが分かった。一方、このような構造変化は細胞外側では観察されなかった。また、EFループの移動により隣り合ったbRトライマー内のモノマー同士が相互作用した結果、励起分子の寿命が変化することが分かり、従来から分光法により議論されてきた光吸収サイクルの協同性が構造変化に起因することを明らかにした。
2. ロドプシンの会合状態の観察 : 高速AFMでロドプシンの高分解能な動態変化過程や生理過程を捉えるため、AFM観察に適したロドプシン試料の調整としてウシロドプシンの抽出及び天然脂質膜へ再構成を行った。その結果、再構成時の脂質割合や界面活性剤の割合などの条件を変える事で2次元結晶の結晶化度が変化する事が分かった。また、天然の円盤膜中に存在するロドプシンでも、4℃で長時間インキュベーションを行うと2次元結晶化し、ダイマー構造をとることが確認できた。
3. ATPaseの回転観察の試み : リジン基で修飾したF1モーターを用いることで、アミノシランおよびグルタルアルデヒド処理したマイカに比較的容易に固定できることが分かった。F1のYサブユニットに標識としてストレプトアビジンを固定し、ATP加水分解による回転運動を観察することができた。しかしながら、AFM観察によりYサブユニットが容易に引き抜かれてしまうことも判明し、再現性よく回転観察を行うところまでは達しなかった。

  • Research Products

    (8 results)

All 2009 2008

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (3 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] High-speed atomic force microscopy for nano-visualization of dynamic biomolecular processes2008

    • Author(s)
      T. Ando, T. Uchihashi, and, T. Fukuma
    • Journal Title

      Progress in Surface Science 83

      Pages: 337-437

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Anisotropic diffusion of point defects in two-dimensional crystal of streptavidin observed by hieh-sneed atomic force microscopy2008

    • Author(s)
      D. Yamamoto, T. Uchihashi, N. Kodera, and, T. Ando
    • Journal Title

      Nanotechnology 19

      Pages: 384009(9)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Visualization of intrinsically disordered regions of proteins by high-speed atomic force microscopy2008

    • Author(s)
      A. Miyagi, Y Tsunaka, T. Uchihashi, K. Mayanagi, S. Hirose, K. Morikawa, and, T. Ando
    • Journal Title

      Chem Phys Chem 9

      Pages: 1859-1866

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High resonance frequency force microscope scanner using inertia balance support2008

    • Author(s)
      T. Fukuma, Y. Okazaki, N. Kodera, T. Uchihahsi, and, T. A
    • Journal Title

      Applied Physics Letters 92

      Pages: 243119(3)

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Direct observation of single protein dynamics with high-speed AFM2009

    • Author(s)
      T. Uchihashi
    • Organizer
      6^<th> Asian Biophysics Association Symposium, 27th Hong Kong Society of Neurosciences Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Hong Kong
    • Year and Date
      2009-01-13
  • [Presentation] High-speed AFM for Visualizing Biomolecular Processes2008

    • Author(s)
      T. Uchihashi
    • Organizer
      39^<th> NIPS International Symposium &, 7^<th> OIB Symposium : Frontier of Biological Imaging
    • Place of Presentation
      岡崎
    • Year and Date
      2008-06-12
  • [Presentation] High-Speed AFM for Visualizing Biomolecular Processes : nanoelectronics and mo lecular biology2008

    • Author(s)
      T. Uchihashi
    • Organizer
      International Conference : From Solid State To BioPhysics IV
    • Place of Presentation
      Dubrovnik, Croatia
    • Year and Date
      2008-06-11
  • [Book] "Single Molecule Dynamics in Life Science", T. Yanagida & Yoshiharu Ishii (Eds.)2008

    • Author(s)
      T. Ando, T. Uchihashi, N. Kodera, D. Yamamoto, M. Taniguchi, A. Miyagi, H. Yamashita
    • Total Pages
      19
    • Publisher
      Wiley-VCH

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Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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