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2014 Fiscal Year Annual Research Report

高速原子間力顕微鏡を用いた一分子操作と構造ダイナミクス制御

Publicly Offered Research

Project AreaScience on Function of Soft Molecular Systems by Cooperation of Theory and Experiment
Project/Area Number 26104514
Research InstitutionKanazawa University

Principal Investigator

内橋 貴之  金沢大学, 数物科学系, 教授 (30326300)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Keywords一分子イメージング / 一分子操作 / タンパク質 / 高速原子間力顕微鏡
Outline of Annual Research Achievements

1.インタラクティブモードの多機能化と高精度化
インタラクティブモードのプロトタイプを改良し多機能化を行った。探針から分子に荷重を加える領域を1ピクセルから任意形状領域まで自由に指定できるようにし、さらに、荷重の大きさ及び印加時間を制御できるように改良した。これにより、分子操作時の制御可能なパラメータを増やすことが出来、より高精度な計測が可能になると期待される。
2.インタラクティブモードによるタンパク質の構造制御
応用研究として、本年度はF1-ATPaseの構造制御を試みた。ADP存在下でγサブユニットを抜いた六量体回転子リングを観察しながら、”Open”あるいは”Closed”構造のβサブユニットに荷重を印加し、βの構造変化を誘起出来るかどうか試みた。荷重の大きさや印加時間を様々に変えたところβの構造変化を誘起することは出来たが、今のところ十分な再現性が得られていない。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

F1-ATPaseの構造制御を試みたが、今のところ十分な再現性を持って構造制御に成功するには至っていないため。

Strategy for Future Research Activity

現状では、F1-ATPaseの構造制御に関して、再現性良く構造操作することには成功していないが、AMPPNPやATPγSなどのATPアナログを用いて引き続き計測を行っていく。最近V-ATPase でも回転子リング内で協同的構造変化の観察に成功したことから、今後はV-ATPaseにも本手法を応用する。また、インタレクティブモードによる分子操作をバクテリオロドプシンに適用していく。

  • Research Products

    (18 results)

All 2015 2014

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (11 results) (of which Invited: 11 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Long-tip high-speed atomic force microscopy for nanometer-scale imaging in live cells2015

    • Author(s)
      M. Shibata, T. Uchihashi, T. Ando and R. Yasuda
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 5 Pages: 8724

    • DOI

      10.1038/srep0872

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Probing structural dynamics of an artificial protein cage using high-speed atomic force microscopy2015

    • Author(s)
      M. Imamura, T. Uchihashi, T. Ando, A. Leifert, U. Simon, A. D. Malay and J. G. Heddle
    • Journal Title

      Nano Letters

      Volume: 15 Pages: 1331-1335

    • DOI

      10.1021/nl5045617

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Two-way traffic of glycoside hydrolase family 18 processive chitinases on crystalline chitin2014

    • Author(s)
      K. Igarashi, T. Uchihashi, T. Uchiyama, H. Sugimoto, M. Wada, K. Suzuki, S. Sakuda, T. Ando, T. Watanabe, and M. Samejima
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 5 Pages: 1331-1335

    • DOI

      0.1038/ncomms4975

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] キチナーゼによる結晶性キチンのプロセッシブ(連続的)な分解機構の解明2014

    • Author(s)
      杉本華幸, 五十嵐圭日子, 内橋貴之, 鈴木一史, 渡邉剛志
    • Journal Title

      日本応用糖質化学会誌

      Volume: 4 Pages: 107-112

  • [Journal Article] 高速原子間力顕微鏡による生体試料のダイナミクス観察2014

    • Author(s)
      内橋貴之
    • Journal Title

      膜誌

      Volume: 39 Pages: 322-328

  • [Journal Article] 高速原子間力顕微鏡による生体分子のナノ動体撮影2014

    • Author(s)
      古寺哲幸, 内橋貴之, 安藤敏夫
    • Journal Title

      日本物理学会誌

      Volume: 69 Pages: 459-464

  • [Presentation] Hight-Speed Atomic Force Microscopy for Observation of Single-Molecule Dynamics2015

    • Author(s)
      Takayuki Uchihashi
    • Organizer
      日本化学会第95回春季年会 第6回日英シンポジウム
    • Place of Presentation
      日本大学船橋キャンパス
    • Year and Date
      2015-03-27
    • Invited
  • [Presentation] High-speed atomic force microscope for imaging of biomolecular dynamics at solid surface2015

    • Author(s)
      Takayuki Uchihashi
    • Organizer
      10th Annual International Electromaterials Science Symposium
    • Place of Presentation
      Wollongong, Australia
    • Year and Date
      2015-02-03
    • Invited
  • [Presentation] Visualization of single molecule dynamics at work with high-speed atomic force microscopy2015

    • Author(s)
      Takayuki Uchihashi
    • Organizer
      The 7th Biennial Australian Colloid & Interface Symposium
    • Place of Presentation
      Hobart, Tasmania, Australia
    • Year and Date
      2015-01-27
    • Invited
  • [Presentation] 高速原子間力顕微鏡によるタンパク質のダイナミクスと物性計測2015

    • Author(s)
      内橋貴之
    • Organizer
      NIBBバイオイメージングフォーラム「物理特性のイメージング」
    • Place of Presentation
      伊豆長岡温泉 天坊, 静岡県
    • Year and Date
      2015-01-27
    • Invited
  • [Presentation] 高速原子間力顕微鏡の開発とバイオ応用2015

    • Author(s)
      内橋貴之
    • Organizer
      新世代研究所水和ナノ構造・界面ナノ科学合同研究会「固液界面の水和ナノ構造と生体高分子ダイナミクス」
    • Place of Presentation
      伊豆長岡温泉 天坊, 静岡県
    • Year and Date
      2015-01-25
    • Invited
  • [Presentation] High-speed atomic force microscope for studying dynamic interactions in biomolecular system2015

    • Author(s)
      Takayuki Uchihashi
    • Organizer
      The 3rd International Symposium on Dynamical Ordering of Biomolecular Systems for Creation of Integrated Functions
    • Place of Presentation
      合歓の郷,三重県
    • Year and Date
      2015-01-10
    • Invited
  • [Presentation] Single-molecule imaging of proteins at work with high-speed atomic force microscopy2014

    • Author(s)
      Takayuki Uchihashi
    • Organizer
      16th International Conference on Retinal Proteins
    • Place of Presentation
      長浜ロイヤルホテル, 滋賀県
    • Year and Date
      2014-10-26
    • Invited
  • [Presentation] Cooperative Conformational Change in Ring-Shaped ATPase Observed by High-Speed AFM2014

    • Author(s)
      内橋貴之
    • Organizer
      第52回日本生物物理学会年会 Japan-China-Taiwan Joint Symposium on Cooperativity in Supramolecular Machine
    • Place of Presentation
      札幌国際会議場, 北海道
    • Year and Date
      2014-09-26
    • Invited
  • [Presentation] High-speed atomic force microscopy for imaging of protein dynamics2014

    • Author(s)
      Takayuki Uchihashi
    • Organizer
      Agilent Nanomeasure 2014
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Year and Date
      2014-09-16
    • Invited
  • [Presentation] 高速AFMによる生体試料のダイナミクス観察2014

    • Author(s)
      内橋貴之
    • Organizer
      日本膜学会第36回年会境界領域シンポジウム
    • Place of Presentation
      早稲田大学, 東京都
    • Year and Date
      2014-05-13
    • Invited
  • [Presentation] Visualization of single molecule dynamics at work with high-speed atomic force microscopy2014

    • Author(s)
      Takayuki Uchihashi
    • Organizer
      Single Protein Dynamics in Cellulo 2014: Spatio-Temporal, Structural and Quantitative Analyses
    • Place of Presentation
      沖縄科学技術大学院大学、沖縄県
    • Year and Date
      2014-04-23
    • Invited
  • [Book] “Development of high-speed AFM and its biological applications”, Chapter 8 in Atomic Force Microscopy in Nanobiology2014

    • Author(s)
      T. Uchihahsi, N. Kodera and T. Ando
    • Total Pages
      34
    • Publisher
      Pan Stanford Publishing

URL: 

Published: 2016-06-01  

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