2020 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidating the effects of microtubule inner proteins on the architecture of the tubulin lattice.
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19K23726
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
市川 宗厳 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (80844662)
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| Project Period (FY) |
2019-08-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 繊毛 / 微小管 / X線結晶構造解析 / クライオ電子顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
初年度は、繊毛虫テトラヒメナの繊毛から単離したダブレット微小管をクライオ電子顕微鏡法で構造解析した。テトラヒメナダブレット微小管のチューブリン格子・微小管内タンパク質の立体構造を、4.3オングストロームの分解能で得た。さらに、緑藻クラミドモナスの鞭毛から単離したダブレット微小管についても同様に構造解析し、4.5オングストローム分解能で立体構造を得た。インナージャンクションと呼ばれるダブレット微小管のA小管とB小管の境界領域に注目することで、テトラヒメナダブレット微小管・クラミドモナスダブレット微小管のインナージャンクション構造をそれぞれ、3.9オングストローム, 3.6オングストロームの分解能で得た。これらの結果、ダブレット微小管のチューブリン格子構造は、一様ではなく多彩な構造を取っていることが分かった。これは、微小管内タンパク質が、チューブリン格子の構築に内側から影響していることを示唆した。
最終年度は、初年度に引き続き、微小管内タンパク質を質量分析によって同定を行った。中心対複合体をもつ野生株の鞭毛のタンパク質と、中心対複合体をもたない変異株の鞭毛のタンパク質を比較することで、ダブレット微小管に結合しているタンパク質の候補を得た。これを、クライオ電子顕微鏡法で得た立体構造と合わせて、いくつかの微小管内タンパク質が同定した。同定された微小管内タンパク質のうち数種類を大腸菌で発現を行い、精製を行った。His-tagを用いてNi-NTAレジンで精製し、その後ゲル濾過をかけることで高純度で精製した。精製した微小管内タンパク質存在下で、チューブリンを重合し、電子顕微鏡で観察することでその微小管重合への影響を調べた。また、精製したタンパク質の結晶化条件をスクリーニングし、結晶化条件の最適化についても行なった。
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Research Products
(11 results)
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[Journal Article] Crystal structure of human PACRG in complex with MEIG1 reveals roles in axoneme formation and tubulin binding2021
Author(s)
Nimra Khan, Dylan Pelletier, Thomas S. McAlear, Nathalie Croteau, Simon Veyron, Andrew N. Bayne, Corbin Black, Muneyoshi Ichikawa, Ahmad Abdelzaher Zaki Khalifa, Sami Chaaban, Igor Kurinov, Gary Brouhard, Susanne Bechstedt, Khanh Huy Bui, Jean-Francois Trempe
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Journal Title
Structure
Volume: 29
Pages: 1～15
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] Cryo-EM revealed unique and diverse binding schemes of the microtubule inner proteins at the inner junction region of cilia2020
Author(s)
Muneyoshi Ichikawa, Ahmad Khalifa, Daniel Dai, Shintaroh Kubo, Corbin Black, Katya Peri, Thomas McAlear, Simon Veyron, Shun Kai Yang, Javier Vargas, Susanne Bechstedt, Jean-Francois Trempe, Khanh Huy Bui
Organizer
第58回日本生物物理学会年会
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[Presentation] クライオ電顕によるダブレット微小管の近原子分解能構造2020
Author(s)
Muneyoshi Ichikawa, Ahmad Khalifa, Daniel Dai, Shintaroh Kubo, Corbin Black, Katya Peri, Thomas McAlear, Simon Veyron, Shun Kai Yang, Javier Vargas, Susanne Bechstedt, Jean-Francois Trempe, Khanh Huy Bui
Organizer
日本顕微鏡学会 第76回学術講演会 日本－カナダ 二国間交流シンポジウム
Int'l Joint Research / Invited
