光駆動型バイオナノマシーンの開発

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20200029
• Research Institution: Soka University
• Principal Investigator: 丸田 晋策 Soka University, 工学部, 教授 (40231732)
• Keywords: ナノマシン / 生体分子機械 / 光駆動 / レーザー光 / バイオナノロボット

Research Abstract

1. 紫外線-可視光線交互照射光源制御装置の製作
アーク光源を利用した可視光線-紫外線交互照射装置を製作した。そして短時間に異なる複数の波長を連続的に切り替えるチェンジャーを制御するソフトウェアをプログラミングすることも行った。
2. 二価架橋性フォトクロミック分子で架橋したキネシンダイマ-の調製と光照射による構造変化の解析
ダイマーを形成しない長さのロッドをもつキネシンのC末端にシステインを特異的にもつキネシンを調製した。またフォトクロミック分子を導入するための基礎実験として、キネシン-カルモジュリンとキネシン-M13の2種類の融合蛋白の調製を行い、カルシウム依存的ダイマーの形成を確認した。
3. 機能部位にシステインをもつカルモジュリン変異体の調製とフォトクロミック分子の導入
カルモジュリンの機能部位にフォトクロミック分子を導入するために目的の部位にシステインをもつカルモジュリン変異体を確立した方法に従って調製した。そして、確立した方法に従ってフォトクロミック分子を目的の部位に導入した。
4. フォトクロミック分子を導入したカルモジュリンの光照射で誘導される構造変化の解析
フォトクロミック分子を導入したカルモジュリン(CaM)の変異体の光照射で誘導される可逆的構造変化を、蛍光法エネルギー移動法、X線溶液散乱、急速凍結ディープエッチレプリカ電子顕微鏡観察方法により解析を行った。
5. キネシン-カルモジュリン融合蛋白の調製とフォトクロミック分子の導入
キネシンに光可逆的に輪送物質を搭載する機構を付加することを目的としてキネシンのC末側にカルモジュリン変異体を連結させた融合蛋白を調製した。そしてフォトクロミック分子を導入して光り可逆的にターゲットペプチドM1への結合を光制御することに成功した。

Research Products

• [Journal Article] Kinesin-Calmodulin fusion protein as a molecular shuttle (2010)
  • Author(s): Shishido, H., Nakazato, K., Katayama, E., Chaen, S., Maruta. S.
  • Journal Title: Journal of Biochemistry 147 Pages: 213-223
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Photocontrol of calmodulin interaction with target peptides using a zobenzene derivative (2010)
  • Author(s): Shishido, H., Yamada, M. D., Kondo, K., Maruta, S.
  • Journal Title: Journal of Biochemistry 146 Pages: 581-590
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ANALYSIS OF CONFORMATION OF THE SKELETAL MUSCLE MYOSIN MODIFIED BY F_2DNB USING FRE (2010)
  • Author(s): Yamada, M.D., Ishiyama, K., Katayama, E., Kimori, Y, Maruta, S.
  • Organizer: 第54回米国生物物理学会
  • Place of Presentation: San Francisco, CA USA
  • Year and Date: 2010-02-21
• [Presentation] ANALYSIS OF THE ROLE OF UNIQUE LOOP L5 IN RICE KINESIN K16 MOTOR DOMAIN (2010)
  • Author(s): Ishikawa, K., Tanaka, K, Maruta, S.
  • Organizer: 第54回米国生物物理学会
  • Place of Presentation: San Francisco, CA USA
  • Year and Date: 2010-02-21
• [Presentation] ANALYSIS OF CONFORMATIONAL CHANGE OF CONVENTIONAL KINESI N CHIMERIC PROTEIN FUSED WITH GFP USING SMALL ANGLE X-RAY SOLUTION SCATTERING (2010)
  • Author(s): Tanaka, K., Sugimoto, Y., Wakabayasbi, K, , Maruta, S.
  • Organizer: 第54回米国生物物理学会
  • Place of Presentation: San Francisco, CA USA
  • Year and Date: 2010-02-21
• [Presentation] SYNTHESIS OF PHOTOCHROMIC ATP ANALOGUE AND ITS INTERACTION WITH MOTOR PROTEINS (2010)
  • Author(s): Aritomi, K., Kimura, T, Maruta, S.
  • Organizer: 第54回米国生物物理学会
  • Place of Presentation: San Francisco, CA USA
  • Year and Date: 2010-02-21
• [Presentation] SYNTHESIS OF NOVEL FLUORESCENT ATP ANALOGUE AND ITS INTERACTION WITH NUCLEOTIDE DEPENDENT MOTOR PROTEINS (2010)
  • Author(s): Kimura, T., Yamada, M.D., Ito, M, Maruta, S.
  • Organizer: 第54回米国生物物理学会
  • Place of Presentation: San Francisco, CA USA
  • Year and Date: 2010-02-21
• [Presentation] KINESIN-CALMODULIN FUSION PROTEIN AS A MOLECULAR SHUTTLE AND MARKER FOR PLUS END OF MICROTUBULE (2010)
  • Author(s): Itaba, T., Shishido, H., Nakazato, K., Katayama, E., Chaen, S, Maruta, S.
  • Organizer: 第54回米国生物物理学会
  • Place of Presentation: San Francisco, CA USA
  • Year and Date: 2010-02-21
• [Presentation] CALCIUM DEPENDENT REGULATION OF KINESIN FUNCTION USING BINDING SYSTEM OF CAM AND M13 PEPTIDE (2010)
  • Author(s): Nakazato, K., Shishido, H, Maruta, S.
  • Organizer: 第54回米国生物物理学会
  • Place of Presentation: San Francisco, CA USA
  • Year and Date: 2010-02-21
• [Presentation] キネシン・カルモジュリン融合蛋白質を用いた分子シャトルの開発 (2010)
  • Author(s): 宍戸英樹、中里清史、片山栄作、茶圓茂、丸田晋策
  • Organizer: 生体運動合同班会議2010
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2010-01-10
• [Presentation] Analysis of Conformation of the Skeletal Muscle Myosin Modified by Bifunctional Reagents Using FRET (2009)
  • Author(s): Yamada, M.D., Ishiyama, K., Katayama, E., Kimori, Y, Maruta, S.
  • Organizer: 第49回米国細胞生物学会年会
  • Place of Presentation: San Diego, CA USA
  • Year and Date: 2009-12-06
• [Presentation] Kinesin-Calmodulin Fusion Protein as a Molecular Shuttle (2009)
  • Author(s): Shishidol, H., Nakazato, K., Katayama, E., Chaen, S, Maruta, S.
  • Organizer: 第49回米国細胞生物学会年会
  • Place of Presentation: San Diego, CA USA
  • Year and Date: 2009-12-06
• [Presentation] Synthesis of Novel Fluorescent GTP Analogue and Its Interaction with Small G-Protein Ras (2009)
  • Author(s): Kobayashi, H., Kimura, T., Yamada, M.D, Maruta, S.
  • Organizer: 第49回米国細胞生物学会年会
  • Place of Presentation: San Diego, CA USA
  • Year and Date: 2009-12-06
• [Presentation] Photo-regulation of kinesin function using azobenzene derivative (2009)
  • Author(s): Takeshi Itaba, Masafumi Yamada, Shinsaku Maruta
  • Organizer: 第47回日本生物物理学会年会
  • Place of Presentation: 徳島
  • Year and Date: 2009-10-31
• [Presentation] The functional role of the unique loop L5 of kinesin (2009)
  • Author(s): Kumiko Ishikawa, Keiko Tanaka, Shinsaku Maruta
  • Organizer: 第47回日本生物物理学会年会
  • Place of Presentation: 徳島
  • Year and Date: 2009-10-31
• [Presentation] Synthesis of novel fluorescent ATP analogue and interaction with nucleotide dependent motor proteins (2009)
  • Author(s): Taro Kimura, Masafumi D, Yamada, Shinsaku Maruta
  • Organizer: 第47回日本生物物理学会年会
  • Place of Presentation: 徳島
  • Year and Date: 2009-10-31
• [Presentation] Kinesin Calmodulin Fusion Protein as a Molecular Shuttle (2009)
  • Author(s): Hideki Shishido, Kiyoshi Nakazato, Eisaku Katayama, Shigeru Chaen, Shinsaku Maruta
  • Organizer: 第47回日本生物物理学会年会
  • Place of Presentation: 徳島
  • Year and Date: 2009-10-30
• [Presentation] Application of Kinesin Calmodulin Fusion Protein as An Molecular Shuttle (2009)
  • Author(s): Shishido, H., Nakazato, K., Katayama, E., Chaen, S, Maruta, S.
  • Organizer: 第82回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2009-10-24
• [Presentation] Ragulation of kinesin's dimerization function by artificial structure (2009)
  • Author(s): Nakazato, K., Shishido, H, Maruta, S.
  • Organizer: 第82回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2009-10-24
• [Presentation] Photo-regulation of kinesin using photo-responsive caged compound (2009)
  • Author(s): Aritomi, K., Yamada, M. D, Maruta, S.
  • Organizer: 第82回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2009-10-24
• [Presentation] Analysis of Conformation of Skeletal Muscle Myosin Cross-bridge Cycle using Stopped Flow FRET (2009)
  • Author(s): Yamada, M.D., Ishiyama, K., Katayama, E., Kimori, Y., Maruta, S.
  • Organizer: 第47回日本生物物理学会年会
  • Place of Presentation: 徳島
  • Year and Date: 2009-10-24