2020 Fiscal Year Annual Research Report
タンパク質の機能発現における水素結合の役割に関するクライオ１分子観察による研究
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19H02672
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
松下 道雄 東京工業大学, 理学院, 准教授 (80260032)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊関 峰生 東邦大学, 薬学部, 教授 (60414009)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | １分子観察 / PAC / アデニル酸シクラーゼ / 光活性 / 酵素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該課題の目的は、タンパク質の活性化における水素結合の役割を研究することにある。応募者は、光活性化酵素(OaPAC, Oscillatoria acuminata Photoactivated adenylyl cyclase)のクライオ1分子観察が、この研究に最適であると考えた。OaPACは光受容ドメインと酵素ドメインの両方を1個の分子で持っ ている珍しいタンパク質である。その発色団であるフラビンが光励起されると、フラビン-タンパク質間の水素結合が変化し、最終的に酵素ドメインにおいて Adenosine Triphosphate (ATP)から情報伝達物質Cyclic adenosine monophosphate (cAMP)が合成される。このため、OaPACは酵素反応に関わる水素結合を光でコ ントロールできる分子であり、水素結合とタンパク質活性との関わりを研究するのに最適な系である。このOaPACの光活性化前後の様子(フラビンの電子状態、 OaPACの二次構造、三次構造、四次構造)をクライオ1分子顕微鏡で観察し、水素結合の変化が酵素活性化にどのように関わっているのかを分子構造の観点で研究する。
2020年度は、この目的に向けて、三次元ナノスコピーの予備実験を行った。その結果、複数の色素の三次元位置をナノレベルで観測することに成功した。新型コロナウィルス感染症の影響もあり、OaPACの蛍光標識は若干遅れているが、タンパク質発現系に関する知見は得ることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
研究実績の概要にもしめしたように、当該研究研究の肝となる「三次元ナノスコピー」に成功しており、当該年度は重要な一歩を踏み出したと言って過言ではない。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画の変更はなく、予定通りOaPACの立体構造の１分子観察を行う予定である。
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