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蛋白工学とクライオ電子顕微鏡を用いた分子立体構造に基づくタンパク質モーター機構の研究

研究課題

研究課題/領域番号 06454663
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 生物物理学
研究機関東京大学

研究代表者

若林 健之  東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (90011717)

研究分担者 安永 卓生  東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (60251394)
研究期間 (年度) 1994 – 1995
研究課題ステータス 完了 (1995年度)
配分額 *注記
6,600千円 (直接経費: 6,600千円)
1995年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
1994年度: 5,700千円 (直接経費: 5,700千円)
キーワード筋肉 / ミオシン / アクチン / チューブリン / キネシン / トロポミオシン / 電子顕微鏡法 / タンパク質工学 / クライオ電子顕微鏡 / 画像解析 / カルシウム / 筋収縮 / 蛋白質工学
研究概要

我々が得た成果をまとめると以下のようになる。
1.アクトミオシン複合体中でのミオシンN端近傍のアミノ酸位置を同定した。 2.アクチン上のトロポミオシン結合位置を同定した。この位置に導入した変異はカルシウム制御における協同性を増加させた。 3.メタノールは、細いフィラメントを弛緩状態にトラップする。 4.電子線トモグラフィー法により収縮中のタンパク質のクロスブリッジの立体情報を得た。 5.クライオ電子顕微鏡法により、溶液中に存在するモータータンパク質ミオシンの単一分子を可視化することに成功した。 6.らせん対称性を用いない新しい三次元再構成法により、1.6nmに及ぶ高分解能の細いフィラメントの三次元像をはじめて得た。 7.らせん対称性を用いた新しい解析法により、弛緩時のミオシンフィラメントの三次元構造を得た。 8.電子顕微鏡像解析のためのプログラム開発を容易にする為の環境Eosを開発した。 9.キネシン-チューブリンの複合体の構造をはじめて明らかにした。 10.クライオ電子顕微鏡法により、細いフィラメントのカルシウム濃度による構造変化を捉えた。 11.細いフィラメントの準結晶を使った研究により、トロポニンを直接観察できた。 12.天然の細いフィラメントの構造を解き、その中のネブリンの結合位置を見いだした。 13.部分修飾されたアクトミオシン複合体の研究により、硬直状態のミオシンのアクチンへの結合の仕方にサブドメイン間で違いがあることが分かった。 14.アクチンのサブドメイン内の揺らぎの情報を得ることが出来た。

報告書

(3件)
  • 1995 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1994 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (27件)

  • [文献書誌] 石川 他: "Calcium induced change in three-dimensional structure of thin filaments of rabbitskeletal muscle as revealed by cryo-electoron microscopy" Biochem.Biophys.Res.Commun.203. 951-958 (1994)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 吉川 他: "Three-dimensional structure of tubulin-lcinesin complex" Nature. 376. 274-277 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 孟 他: "Determination of the protein conponents of ratiue thin fira ments isolated from natural actomyosin" J.Biochem.118. 442-427 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松浦 他: "Methanol traps the troponin-tropomysin-actin complex in an eff-state" J.Biochem. 118. 1293-1296 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 佐伯 他: "Tropomyosin-binding site (s) on the Dictyosterium acticl surface as identified bysite-diroded mutaseusis" Biochemistry. 35. 14465-14472 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 安永 他: "Extensible and object-oriented system Eos supplies a new anviron ment for image analysis" J.Struct.Biol.116. 155-160 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ishikawa, T.& Wakabayashi T.: "Calcium induced change in three-dimensional structure of thin filaments of rabbit skeletal muscle as revealed by cryo-electron microscopy" Biochem.Biophys.Res.Commun.203. 951-958 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kikkawa, M., Ishikawa, T., Miyazawa, A., Fujiyoshi, Y., Wakabayashi, T.& Hirokawa, N.: "Direct visualization of the microtubule lattice seam both in vitro and in vivo." J Cell Biol.127. 1965-1971 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ishikawa, T., & Wakabayashi, T.: "Proposal of Alignment-Independent Classification of Electron Microscopic Images with Helical Symmetry and its Application to Reconstrituted Thin Filaments of Skeletal Muscle" Ultramicroscopy. 57. 91-101 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kikkawa, M., Ishikawa, T., Miyazawa, A., Fujiyoshi, Y., Wakabayashi, T.& Hirokawa, N.: "Three-dimensional structure of tubulin-kinesin complex" Nature. 376. 274-277 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Meng, Y., Yasuanga, T., & Wakabayashi, T.: "Determination of the protein components of native thin filaments isolated from natural actomyosin : nebulin and alpha-actinin are associated with actin filaments" J.Biochem.118. 422-427 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matsuura, Y., Yoshimoto, Y., Saeki, K., and Wakabayashi, T.: "Methanol traps the troponin-troppomyosin-actin complex in an off-state" J.Biochem.118. 1293-1296 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Saeki, K., Sutoh, K.& Wakabayashi, T.: "Tropomyosin-binding site(s) on the Dictyosterium Actin surface as identify by site-directed mutagenesis" Biochemistry. 35. 14465-14472 (1996)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasunaga, T., Saeki, K., & Wakabayashi, T.: "Facilitationg effect of ADP and phosphate on the sliding movement of actin filaments on the myosin-coated surface" J.Mus.Res.Cell Motil.Abstract.17. 282 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasunga, T., & Wakabayashi, T.: "Extensible and object-oriented system Eos supplies a new environment for image analysis of electron micrographs of macromolecules" J.Struct.Biol.116. 155-160 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamakawa, H., Seog, D.-H., Yoda, K., Yamasaki, M., & Wakabayashi, T.: "Uso1 protein is a dimer with two globular heads and a long coiled-coil tail" J.Struct.Biol.116. 356-365 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasunaga, T., Hashiba, S., Ueno, S., & Wakabayashi, T.: ""Visualization of single myosin heads by cryo-electron microscopy and a holographic image econstruction technique(HIRT)"" Structure and function of macromolecular assmbly. 244-252 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wakabayashi, T., Yasunaga, T., Miki, M., Saeki, K., Sutoh, & Sasaki, H.: "Structure and function of actin filaments revealed by sited-directed mutagenesis of actin and image , , analysis of cryo-electron micrographs" Structure and function of macromolecular assmbly. 244-252 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matsuura,Y.et al.: "Methanol Traps Troponin-Tropomyosin-Actin Complex in an "Off-State" J.Biochem.018. 1293-1296 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Kikkawa,M.et al.: "Three-dimensional structure of kinesin head-microtubule complex" Nature. 376. 274-277 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Yasunaga,T.& Wakabayashi,T.: "Extensible and Object-oriented System(Eos)Supplies a New Environment for Image Analysis of Electron Micrographs of Macromolecules" J.Struct.Biol.(in press). (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Meng,Y.et al.: "Determination of the Protein Components of Native Thin Filaments Isolated from Natural Actomyosin:Nebulin and a-Actinin Are Associated with Actin Filaments" J.Biochem.118. 422-427 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Ishikawa,T.& Wakabayashi,T.: "Proposal of Alignment-Independent Classification of Electron Microscopic Images with Helical Symmetry and its Application to Reconstituted Thin Filaments of Skeletal Muscle" Ultramicroscopy. 57. 91-101 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Ishikawa,T.& Wakabayashi,T.: "Calcium Induced Change in Three-dimensional Structure of Thin Filaments of Rabbit Skeletal Muscle as Revealed by Cryo-electron Microscopy." Biochem.Biophys.Res.Commun.203. 951-958 (1994)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Ishikawa,T.& Wakabayashi,T.: "Proposal of alignment-independent classification of electron microscopic images with helical symmetry and its application to reconstituted thin filaments of skeletal muscle" Ultramicroscopy. 57. 91-101 (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Ishikawa,T.& Wakabayashi,T.: "Calcium Induced Change in Three-dimensional Structure of Thin Filaments of Rabbit Skeletal Muscle as Revealed by Cryo-electron Microscopy" Biochem.Biophys.Res.Commun.203. 951-958 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Kikkawa,M.,et al.: "Direct Visualization of the Microtubule Lattice Seam both in vitro and in vivo" J.Cell Biol.127. 1965-1971 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書

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公開日: 1994-04-01   更新日: 2016-04-21  

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