2022 Fiscal Year Final Research Report
Conformational change of dynactin and regulatory mechanism of dynein motility
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19H03190
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 43040:Biophysics-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
Toyoshima Yoko 東京大学, 大学院総合文化研究科, 名誉教授 (40158043)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
矢島 潤一郎 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (00453499)
須河 光弘 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (80626383)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ダイナクチン / ダイニン / 電子顕微鏡観察 / 高速原子間力顕微鏡観察 / 構造変化 |
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| Outline of Final Research Achievements |
The structure of dynactin has not been fully elucidated due to their highly dynamic nature. Here, we use high-speed atomic force microscopy to visualize the structural dynamics of dynactin and found that the largest subunit p150 showed large conformational changes in the two domains. The dynein-binding domain repeatedly made a transition between the folded form and the extended form. The N-terminal microtubule-binding domain, showed a bifurcated structure with two N-termini that move extensively. Furthermore, the mutant analysis identified that the intrinsically disordered region is responsible for the bifurcated structure and the conformational dynamics. These findings reveal that dynactin in solution takes unexpectedly extended conformation, as well as the previously reported compact conformation, suggesting that conformational changes in dynactin regulate the way it recruits dynein to microtubules or to microtubule-associated proteins.
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| Free Research Field |
生物物理学
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
ダイナクチンは巨大なタンパク質分子複合体で、非対称の複雑な構造をしている。我々はすでに電子顕微鏡観察により、大きく伸長したフォームとコンパクトなフォームがあることを観察していたが、生理的条件下でそれらの間のコンフォメーション変化が起こるものであるかどうかは明らかでなかった。今回、ダイナクチン複合体を高速原子間力顕微鏡で観察することにより、2つのフォームの間の動的なコンフォメーション変化を捉えることができた。天然変性領域が伸びたり縮んだりするできることは、他のタンパク質でも示唆されているが、そのコンフォメーショナル変化の行き来（往復）の現象を直接的に示すことができたことは学術的な意義がある。
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