2021 Fiscal Year Annual Research Report
巨大蛋白質会合体ヘモシアニンを利用した汎用的な電子顕微鏡単粒子解析技術の開発
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20J10837
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
橋本 翼 東北大学, 生命科学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2022-03-31
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| Keywords | クライオ電子顕微鏡 / 単粒子解析 / タンパク質工学 / ゲストーホスト化学 / 構造生物学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、大きく方針を変え、ヘモシアニンとは異なるＲＮＡ―タンパク質巨大分子複合体をスキャフォールドとして用いることを試みた。巨大分子中の複数箇所でゲスト分子との接続点となるＲＮＡ配列の挿入箇所を検討し、最適なスキャフォールド分子を設計した。また、設計したスキャフォールドには、複数のRNA結合タンパク質が結合することを生化学実験により明らかにした。これらの中から、３０ｋＤａ以下のクライオ電子顕微鏡単粒子解析で構造解析を行うには非常に小さいタンパク質をターゲットゲスト分子とし、実際に設計したスキャフォールド分子に結合させて単粒子解析を行った。収集したデータセットに対し、画像処理を試みたところ、通常の処理では結合点の柔軟性が課題となり、結合したゲスト分子を可視化することは叶わなかった。そこで、特定箇所に着目した画像処理を検討し、最終的に５－６オングストローム程度の分解能で、ゲスト分子の全体像を可視化したクライオ電顕マップを取得することに成功した。これは、決して高分解能での構造決定とは言えないものの、巨大なホスト分子と小さなゲスト分子とを接続するアプローチにより、クライオ電子顕微鏡単粒子解析による構造解析を可能にする可能性を十分に示す結果であると言える。今後は、今回得られた結果を基に、接続部位の改良・最適化を行うことで、より高分解能での構造解析を可能とするスキャフォールド分子の開発が期待される。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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