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2018 Fiscal Year Annual Research Report

膜蛋白質の速くて複雑な動的機能構造を活写するハイブリッド構造解析基盤

Publicly Offered Research

Project AreaNovel measurement techniques for visualizing 'live' protein molecules at work
Project/Area Number 17H05897
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

重松 秀樹  国立研究開発法人理化学研究所, 放射光科学研究センター, 研究員 (00415928)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Keywordsクライオ電子顕微鏡 / 生物物理 / 動的構造解析 / 構造生物学
Outline of Annual Research Achievements

膜蛋白質として、イオン透過型グルタミン酸受容体の一つであるAMPA受容体について、電子顕微鏡解析用にGSG1LおよびStargazinとの融合蛋白質の作製を行った。界面活性剤可溶化状態での精製後の脂質ナノディスクへの再構成、リポソームへの再構成後に電子顕微鏡による確認を行ったが、現在までのところ良好な結果は得られていない。現段階では、電子顕微鏡での試料の性状確認で良好な結果が得られず、AFMでの解析についてはと計画段階で停滞している。
方法論開発として先行して行っていた電依存性カリウムチャネルKv1.2を脂質小胞に再構成した系では、分解能を向上させるべくより高性能な電子顕微鏡の利用を検討し、米国Yale大学の電子顕微鏡の利用を開始したが、これまでに分解能の向上は得られていない。それまでに使用していたアモルファスカーボン膜によるノイズが問題となり分解能向上が見られないと考え、炭素数層からなるグラフェンを支持膜として用いる系に移行した。理研播磨でのグラフェン作製を試み、電子顕微鏡グリッドへの転写、プラズマ装置による洗浄、生体分子吸着を向上する水素化処理を検討した。転写の効率は高くなったが、まだ、プラズマによる洗浄が十分でない状態である。並行して市販のグラフェン貼り付けグリッドを水素プラズマ処理をし、標準試料での2.5オングストローム構造を得られており、この系をAMPA受容体に適用する。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (9 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] Yale University(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      Yale University
  • [Journal Article] Kinesin-binding?triggered conformation switching of microtubules contributes to polarized transport2018

    • Author(s)
      Shima Tomohiro、Morikawa Manatsu、Kaneshiro Junichi、Kambara Taketoshi、Kamimura Shinji、Yagi Toshiki、Iwamoto Hiroyuki、Uemura Sotaro、Shigematsu Hideki、Shirouzu Mikako、Ichimura Taro、Watanabe Tomonobu M.、Nitta Ryo、Okada Yasushi、Hirokawa Nobutaka
    • Journal Title

      The Journal of Cell Biology

      Volume: 217 Pages: 4164~4183

    • DOI

      10.1083/jcb.201711178

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural insight into microtubule stabilization and kinesin inhibition by Tau family MAPs2018

    • Author(s)
      Shigematsu Hideki、Imasaki Tsuyoshi、Doki Chihiro、Sumi Takuya、Aoki Mari、Uchikubo-Kamo Tomomi、Sakamoto Ayako、Tokuraku Kiyotaka、Shirouzu Mikako、Nitta Ryo
    • Journal Title

      The Journal of Cell Biology

      Volume: 217 Pages: 4155~4163

    • DOI

      10.1083/jcb.201711182

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural basis of epilepsy-related ligand?receptor complex LGI1?ADAM222018

    • Author(s)
      Yamagata Atsushi、Miyazaki Yuri、Yokoi Norihiko、Shigematsu Hideki、Sato Yusuke、Goto-Ito Sakurako、Maeda Asami、Goto Teppei、Sanbo Makoto、Hirabayashi Masumi、Shirouzu Mikako、Fukata Yuko、Fukata Masaki、Fukai Shuya
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 9 Pages: 1546

    • DOI

      10.1038/s41467-018-03947-w

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Cryo-EM Imaging of Kv1.2 Channels with Membrane Potential Applied2019

    • Author(s)
      Hideki Shigematsu, Youshan Yang, Yangyang Yan, Fred J. Sigworth
    • Organizer
      Biophysical Society Annual Meetings
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高分解能クライオ電子顕微鏡単粒子解析の検討2018

    • Author(s)
      重松秀樹
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第74回学術講演会
  • [Presentation] クライオ電顕による電位依存性チャネルの作動原理の可視化2018

    • Author(s)
      Hideki Shigematsu, Youshan Yang, Yanyang Yan, Fred Sigworth
    • Organizer
      第41回日本分子生物学会年会
  • [Remarks] Cryo-electron microscopy shows how stabilizing

    • URL

      http://www.riken.jp/en/research/rikenresearch/highlights/20181207_FY20180042/

  • [Remarks] 心不全などさまざまな病態を引き起こす微小管結合タンパク質MAP4の構造を高精度に解明

    • URL

      http://www.riken.jp/pr/press/2018/20181001_1/

URL: 

Published: 2019-12-27  

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