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ベイズ推定を用いたNMR立体構造解析手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K06979
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 構造生物化学
研究機関首都大学東京

研究代表者

池谷 鉄兵  首都大学東京, 理工学研究科, 助教 (30457840)

連携研究者 伊藤 隆  首都大学東京, 理工学研究科, 教授 (80261147)
GUENTERT PETER  首都大学東京, 理工学研究科, 客員教授 (20392110)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードNMR立体構造計算 / ベイズ推定 / in-cell NMR / 高分子量蛋白質 / 蛋白質のダイナミクス / NMR / タンパク質立体構造決定 / 立体構造計算 / Bayes推定 / PCS / PRE
研究成果の概要

本課題では,溶液NMR法の応用範囲拡大を目指して,S/N比の低いスパースデータにおいても,高精度の構造解析が可能なデータ解析手法を開発することを目標とした.課題期間内で,ベイズ推定を用いたNMR立体構造計算手法の改良に成功し,従来法では十分な収束構造の得られなかった蛋白質や,生きた細胞内に存在する蛋白質の立体構造決定に成功した.また,細胞内環境で常磁性金属を安定的に蛋白質に付加できるタグの合成し,これを用いて疑似コンタクトシフト(PCS)の観測に成功した.得られたPCS値から,本課題で開発した解析手法を用いて構造解析することで,細胞内蛋白質からの長距離空間情報の取得に成功した.

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (48件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 5件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (36件) (うち国際学会 10件、 招待講演 5件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] フランクフルトゲーテ大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] スイス連邦工科大学(スイス)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] フランクフルトゲーテ大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] レスター大学(英国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] NMRによる生体高分子の動的秩序形成解析に向けたベイズ推定に基づく構造最適化計算2018

    • 著者名/発表者名
      Teppei Ikeya and Yutaka Ito
    • 雑誌名

      Journal of Computer Chemistry, Japan

      巻: 17 号: 1 ページ: 65-75

    • DOI

      10.2477/jccj.2018-0009

    • NAID

      130006555815

    • ISSN
      1347-1767, 1347-3824
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Solution NMR views of dynamical ordering of biomacromolecules2018

    • 著者名/発表者名
      Ikeya Teppei、Ban David、Lee Donghan、Ito Yutaka、Kato Koichi、Griesinger Christian
    • 雑誌名

      Biochim. Biophys. Acta-General Subjects

      巻: 1862 号: 2 ページ: 287-306

    • DOI

      10.1016/j.bbagen.2017.08.020

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] In-cell structure determination of proteins at near-physiological concentration2016

    • 著者名/発表者名
      Teppei Ikeya, Tomomi Hanashima, Saori Hosoya, Manato Shimazaki, Shiro Ikeda, Masaki Mishima, Peter Guentert and Yutaka Ito
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 号: 1 ページ: 38312-38312

    • DOI

      10.1038/srep38312

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A new carbamidemethyl-linked lanthanide chelating tag for PCS NMR spectroscopy of proteins in living HeLa cells.2016

    • 著者名/発表者名
      Yuya Hikone, Go Hirai, Masaki Mishima, Kohsuke Inomata, Teppei Ikeya, Souichiro Arai, Masahiro Shirakawa, Mikiko Sodeoka, and Yutaka Ito
    • 雑誌名

      Journal of Biomolecular NMR

      巻: 66 号: 2 ページ: 99-110

    • DOI

      10.1007/s10858-016-0059-4

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A specific single-stranded DNA induces a distinct conformational change in the nucleoid-associated protein HU.2016

    • 著者名/発表者名
      Yuya Nishida, Teppei Ikeya, Tsutomu Mikawa, Jin Inoue, Yutaka Ito, Yasunori Shintani, Ryoji Masui, Seiki Kuramitsu, Seiji Takashima
    • 雑誌名

      Biochemistry and Biophysics Reports

      巻: 8 ページ: 318-324

    • DOI

      10.1016/j.bbrep.2016.09.014

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Protein NMR Structure Refinement based on Bayesian Inference2016

    • 著者名/発表者名
      Teppei Ikeya, Shiro Ikeda, Takanori Kigawa, Yutaka Ito and Peter Guentert
    • 雑誌名

      J. Phys.: Conf. Ser.

      巻: 699 ページ: 012005-012005

    • DOI

      10.1088/1742-6596/699/1/012005

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 生命分子のNMR計測・解析への応用2016

    • 著者名/発表者名
      葛西卓磨,池谷鉄兵,木川隆則
    • 雑誌名

      電子情報通信学会

      巻: -

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] NMR PROTEIN STRUCTURE ANALYSIS IN LIVING CELLS2017

    • 著者名/発表者名
      Teppei Ikeya, Peter Guentert, Yutaka Ito
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on Dynamical Ordering of Biomolecular Systems for Creation of Integrated Functions
    • 発表場所
      東京大学 (東京)
    • 年月日
      2017-01-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] NMRによるマルチドメイン蛋白質Drkの動態解析2017

    • 著者名/発表者名
      末元雄介,井上仁,新井崇一郎,鴨志田一,三島正規,猪股晃介,葛西卓磨,木川隆則,池谷鉄兵,伊藤隆
    • 学会等名
      第17回日本蛋白質科学会年会, 仙台国際センター
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Protein structure determination in living eukaryotic cells by in-cell NMR spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Suemoto, Takashi Tanaka, Hajime Kamoshida, Jin Inoue, Masaki Mishima, Peter Guentert, Teppei Ikeya and Yutaka Ito
    • 学会等名
      19th International Union of Pure and Applied Biophysics (IUPAB) and 11th European Biophysical Societies' Association (EBSA) Congress, Edinburgh International Conference Centre, Edinburugh, UK
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structure determination of the locally disordered state of ubiquitin by high-pressure NMR spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Takuro Wakamoto, Soichiro Kitazawa, Teppei Ikeya, Tomoshi Kameda, Christian Roumestand, Nicola J. Baxter, Mike P. Williamson, Ryo Kitahara
    • 学会等名
      ISMAR2017, Canada,Quebec
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] NMRによるマルチドメイン蛋白質Drkの動態解2017

    • 著者名/発表者名
      末元雄介,井上仁,新井崇一郎,三島正規,猪股晃介,葛西卓磨,木川隆則,池谷鉄兵,伊藤隆
    • 学会等名
      第18回若手NMR研究会, かんぽの宿紀伊田辺
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Protein structural refinement using paramagnetic effects in solution NMR2017

    • 著者名/発表者名
      岡田真由,池谷鉄兵,Rajesh Sundaresan,野尻英里,美川務,伊藤隆
    • 学会等名
      第18回若手NMR研究会, かんぽの宿紀伊田辺
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] NMRデータの自動解析および蛋白質立体構造計算の現状と創薬研究への応用の可能性2017

    • 著者名/発表者名
      池谷鉄兵
    • 学会等名
      よこはまNMR研究会, 理研横浜キャンパス
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 常磁性効果を用いた溶液NMR法による蛋白質 の立体構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      岡田真由,池谷鉄兵,Rajesh Sundaresan,野尻英里,美川務,伊藤隆
    • 学会等名
      第56回NMR討論会, 首都大学東京・南大沢キャンパス
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] NMRによるマルチ ドメイン蛋白質Drkの動態解析2017

    • 著者名/発表者名
      末元雄介,井上仁,鴨志田一,三島正規,猪股晃介,葛西卓磨,木川隆則,池谷鉄兵,伊藤隆
    • 学会等名
      第56回NMR討論会, 首都大学東京・南大沢キャンパス
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ヒト培養細胞中の蛋白質の3D三重共鳴NMR測定2017

    • 著者名/発表者名
      鴨志田一,池谷鉄兵,三島正規,伊藤隆
    • 学会等名
      第56回NMR討論会, 首都大学東京・南大沢キャンパス
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] リン酸化ユビキチンの2つのコンフォメーションの立体構造 決定と圧力効果2017

    • 著者名/発表者名
      北沢創一郎, 青島佑, 伊賀 惇記, 池谷鉄兵, 北原亮
    • 学会等名
      第56回NMR討論会, 首都大学東京・南大沢キャンパス
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高圧力NMR法によるユビキチンの局所変性状態の立体構造決定2017

    • 著者名/発表者名
      若本拓朗,北沢創一郎, 池谷鉄兵, 亀田倫史,Roumestand Christian, Baxter Nichola, Willamson Mike, 北原亮
    • 学会等名
      第56回NMR討論会, 首都大学東京・南大沢キャンパス
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] スパースモデリングによるNMR計測・解析の高速高精度化2017

    • 著者名/発表者名
      葛西卓磨,池谷鉄兵,木川隆則
    • 学会等名
      新学術領域「スパース モデリングの深化と高次元データ駆動科学の創成」第5回公開シンポジウム, 東京大学・本郷キャンパス
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] In-cell structure determination of proteins at near-physiological concentration2016

    • 著者名/発表者名
      池谷鉄兵,Peter Guentert, 伊藤隆
    • 学会等名
      「ライフサイエンスの革新を目指した構造生命科学と先端的基盤技術」CREST・さきがけ合同領域会議
    • 発表場所
      京都国際会館 (京都)
    • 年月日
      2016-12-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] スパースNMRデータを用いた細胞内蛋白質立体構造決定2016

    • 著者名/発表者名
      池谷 鉄兵, 池田 思朗, 木川 隆則, 伊藤 隆, Guentert Peter
    • 学会等名
      第54回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      つくば国際会議場 (茨城県・つくば市)
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A new carbamidemethyl-linked lanthanoid chelating tag for PCS NMR spectroscopy of proteins in living HeLa cells2016

    • 著者名/発表者名
      彦根佑哉,平井剛,三島正規,猪股晃介,池谷鉄兵,新井崇一郎,白川昌宏,袖岡幹子,伊藤隆
    • 学会等名
      第55回NMR討論会
    • 発表場所
      広島国際会議場 (広島)
    • 年月日
      2016-11-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] In-cell structure determination of proteins at near-physiological concentration2016

    • 著者名/発表者名
      Teppei Ikeya
    • 学会等名
      The 42nd Naito Conference “In the Vanguard of Structural Biology: Revolutionizing Life Sciences”
    • 発表場所
      シャトレーゼガトーキングダムサッポロ (北海道・札幌)
    • 年月日
      2016-10-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In-cell structure determination of proteins at near-physiological concentration2016

    • 著者名/発表者名
      Teppei Ikeya, Tomomi Hanashima, Saori Hosoya, Manato Shimazaki, Shiro Ikeda, Masaki Mishima, Peter Guentert, Yutaka Ito
    • 学会等名
      International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems 2016
    • 発表場所
      京都国際会館 (京都)
    • 年月日
      2016-08-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A new carbamidemethyl-linked lanthanoid chelating tag for PCS NMR spectroscopy of proteins in living HeLa cells2016

    • 著者名/発表者名
      Yuya Hikone, Go Hirai, Masaki Mishima, Kohsuke Inomata, Teppei Ikeya, Souichiro Arai, Masahiro Shirakawa, Mikiko Sodeoka, Yutaka Ito
    • 学会等名
      International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems 2016
    • 発表場所
      京都国際会館 (京都)
    • 年月日
      2016-08-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structure and dynamics of the locally disordered state of ubiqutin studied by high pressure NMR spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Takuro Wakamoto, Soichiro Kitazawa, Teppei Ikeya, Tomoshi Kameda, Maho Yagi-Utsumi, Koichi Kato, Christian Roumestand, Nicola J. Baxter, P.Mike Williamson, Ryo Kitahara
    • 学会等名
      International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems 2016
    • 発表場所
      京都国際会館 (京都)
    • 年月日
      2016-08-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] NMR snapshots of a fluctuating ubiquitin structure2016

    • 著者名/発表者名
      Soichiro Kitazawa, Takuro Wakamoto, Teppei Ikeya, Tomoshi Kameda, Maho Yagi-Utsumi, Koichi Kato, Christian Roumestand, Nicola J. Baxter, Mike P. Williamson, Ryo Kitahara
    • 学会等名
      EUROMAR 2016
    • 発表場所
      Aarhus Concert Hall (Aarhus・Denmark)
    • 年月日
      2016-07-03
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 生細胞内の秩序と蛋白質構造安定性の解明に向けた基盤技術2016

    • 著者名/発表者名
      池谷鉄兵
    • 学会等名
      新学術領域「動的秩序と機能」第3回領域会議
    • 発表場所
      長浜ロイヤルホテル(滋賀県・長浜)
    • 年月日
      2016-06-11
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Structure determination of the locally disordered state of ubiquitin by high pressure NMR spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Takuro Wakamoto, Soichiro Kitazawa, Teppei Ikeya, Tomoshi Kameda, Nicola J. Baxter, Mike P. Williamson, Ryo Kitahara
    • 学会等名
      第16回日本蛋白質科学会
    • 発表場所
      福岡国際会議場 (福岡)
    • 年月日
      2016-06-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 生命分子計測のスパースモデリング :限られた計測データから生命分子の構造情報を引き出す2016

    • 著者名/発表者名
      池谷鉄兵, 木川隆則
    • 学会等名
      第16回日本蛋白質科学会
    • 発表場所
      福岡国際会議場 (福岡)
    • 年月日
      2016-06-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] スパースモデリングによるNMR計測・解析の高速高精度化2016

    • 著者名/発表者名
      木川隆則,葛西卓磨,池谷鉄兵
    • 学会等名
      疎水モデリング 2015年度公開シンポジウム
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2016-03-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Improved in-cell structure determination of proteins at near-physiological concentration2016

    • 著者名/発表者名
      Teppei Ikeya
    • 学会等名
      UK-Japan Symposium “From single molecules to cells and tissues”
    • 発表場所
      University of Leicester (Leicester・UK)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] スパースモデリングによるNMR計測・解析の高速高精度化2016

    • 著者名/発表者名
      木川隆則, 葛西卓磨, 池谷鉄兵
    • 学会等名
      新学術領域「疎性モデリング」第四回領域会議
    • 発表場所
      東京大学 (東京)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Protein NMR Structure Refinement based on Bayesian Inference2015

    • 著者名/発表者名
      Teppei Ikeya, Shiro Ikeda, Takanori Kigawa, Yutaka Ito, Peter Guentert
    • 学会等名
      High-Dimensional Data Driven Science
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-12-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ヒト培養細胞を用いた異種核多次元in-cell NMR測定2015

    • 著者名/発表者名
      鴨志田一,井上仁,猪俣晃介,池谷鉄兵, 三島 正規,伊藤隆
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Three-dimensional protein structure and dynamics in living cells2015

    • 著者名/発表者名
      Teppei Ikeya, Jin Inoue, Peter Guentert, Yutaka Ito
    • 学会等名
      動的秩序と生命 第4回国際シンポジウム
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2015-11-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Sf9細胞のin-cell NMRによる蛋白質の立体構造解析の試み2015

    • 著者名/発表者名
      田中孝,池谷鉄兵,濱津順平,三島正規,Peter Guentert,伊藤隆
    • 学会等名
      第53回NMR討論会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2015-11-06
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] HeLa細胞およびSf9細胞のin-cell NMR測定のためのバイオリアクターシステムの検討2015

    • 著者名/発表者名
      石川真帆,鴨志田一,田中孝,池谷鉄兵,三島正規,伊藤隆
    • 学会等名
      第54回NMR討論会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2015-11-06
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒト培養細胞を用いた異種核3次元in-cell NMR測定2015

    • 著者名/発表者名
      鴨志田一,井上仁,猪俣晃介,新井祟一郎,池谷鉄兵, 三島 正規,伊藤隆
    • 学会等名
      第54回NMR討論会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2015-11-06
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 複数の正則化項を用いた圧縮センシングによるNMRスペクトルの再構成2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Sumikoshi, Teppei Ikeya, Yutaka Ito, Kentaro Shimizu
    • 学会等名
      第54回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒト培養細胞を用いた異種核多次元in-cell NMR測定2015

    • 著者名/発表者名
      鴨志田一,井上仁,猪俣晃介,池谷鉄兵, 三島 正規,伊藤隆
    • 学会等名
      第15回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      2015-06-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ベイズ推定を用いた立体構造計算と in-cell NMR データへのアプローチ2015

    • 著者名/発表者名
      池谷鉄兵
    • 学会等名
      In-cell NMR シンポジウム
    • 発表場所
      東京 秋葉原
    • 年月日
      2015-04-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] Experimental Approaches of NMR Spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Teppei Ikeya and Yutaka Ito
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9789811059667
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2022-02-16  

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