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新しい中性子小角散乱測定法によるアミロイド線維中の蛋白質の構造解析

研究課題

研究課題/領域番号 16K13730
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 量子ビーム科学
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構

研究代表者

藤原 悟  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 東海量子ビーム応用研究センター, 上席研究員(定常) (10354888)

研究協力者 松尾 龍人  
河野 史明  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2016年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード中性子小角散乱 / 重水素化蛋白質 / アミロイド線維 / シヌクレイン / 量子ビーム / 蛋白質
研究成果の概要

本研究は新しい中性子小角散乱の測定法を開発し、通常の測定では解析できない、不規則構造中の個々の蛋白質の構造解析を行うことを目的としている。そのために、様々な難病発症と関係する蛋白質の線維状異常凝集体(アミロイド線維)、特にパーキンソン病発症に関係する蛋白質α-シヌクレインのアミロイド線維について、これまで困難であった線維中のα-シヌクレインの構造解析を行った。この方法による実験から得られた散乱曲線のふるまいが理論と一致したことを確認し、この方法の実用性を実証した。得られた曲線の解析の結果、α-シヌクレインは線維中でも伸びた構造を取ることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、中性子小角散乱の新しい測定法を開発する。この方法により小角散乱曲線を歪める粒子間干渉効果を分離して個々の蛋白質の散乱曲線を解析することができる。この方法により初めてアミロイド線維のような配列の乱れた蛋白質凝集体中の個々の蛋白質の構造解析が可能となる。このように、この新しい測定法により、これまで解析することができなかった様々な不規則構造系の構造解析が可能となり、中性子小角散乱の有用性がさらに大きく広がるとともに、不規則構造系の研究の大きな進展が期待される。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Extended structure of pleiotropic DNA repair-promoting protein PprA from Deinococcus radiodurans2019

    • 著者名/発表者名
      Motoyasu Adachi, Rumi Shimizu, Chie Shibazaki, Katsuya Satoh, Satoru Fujiwara, Shigeki Arai, Issay Narumi. Ryota Kuroki
    • 雑誌名

      The FASEB Journal

      巻: 33 号: 3 ページ: 3647-3658

    • DOI

      10.1096/fj.201801506r

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of the cardiomyopathy-causing E244D mutation of troponin T on the structrues of cardiac thin filaments studied by small-angle X-ray scattering2019

    • 著者名/発表者名
      T. Matsuo, F. Kono, S. Fujiwara
    • 雑誌名

      Journal of Structural Biology

      巻: 205 号: 2 ページ: 196-205

    • DOI

      10.1016/j.jsb.2018.12.005

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Purification and structural characterization of water‐soluble menaquinone‐7 produced by Bacillus subtilis natto2018

    • 著者名/発表者名
      Chatake Toshiyuki、Yanagisawa Yasuhide、Inoue Rintaro、Sugiyama Masaaki、Matsuo Tatsuhito、Fujiwara Satoru、Ohsugi Tadanori、Sumi Hiroyuki
    • 雑誌名

      Journal of Food Biochemistry

      巻: 42 号: 6 ページ: e12630-e12630

    • DOI

      10.1111/jfbc.12630

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic Aspects of Amyloid Fibrils of α-Synuclein Related to the Pathogenesis of Parkinson’s Disease2017

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara Satoru
    • 雑誌名

      Journal of Alzheimer’s Disease & Parkinsonism

      巻: 07 号: 02 ページ: 310-313

    • DOI

      10.4172/2161-0460.1000310

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] “Dynamical Behavior of Human α-Synuclein Studied by Quasielastic Neutron Scattering”2016

    • 著者名/発表者名
      Satoru Fujiwara , Katsuya Araki, Tatsuhito Matsuo, Hisashi Yagi, Takeshi Yamada, Kaoru Shibata, Hideki Mochizuki
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 11 号: 4 ページ: e0151447-e0151447

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0151447

    • 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
  • [雑誌論文] Difference in the hydration water mobility around F-actin and myosin subfragment-1 studied by quasielastic neutron scattering2016

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhito Matsuo, Toshiaki Arata, Toshiro Oda, Kenji Nakajima, Seiko Ohira-Karamura, Tatsuya Kikuchi, Satoru Fujiwara
    • 雑誌名

      Biochemistry and Biophysics Reports

      巻: 6 ページ: 220-225

    • DOI

      10.1016/j.bbrep.2016.04.013

    • 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
  • [雑誌論文] 蛋白質水和水の多様性-中性子・X線散乱による水和構造・ダイナミクス解析-2016

    • 著者名/発表者名
      松尾龍人, 藤原悟
    • 雑誌名

      波紋

      巻: 26 ページ: 135-38

    • NAID

      130007510638

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 小角散乱、中性子準弾性散乱、中性子結晶解析による蛋白質水和水の統一的解析2019

    • 著者名/発表者名
      藤原悟
    • 学会等名
      「水和とATP」研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] The multiscale dynamics of proteins measured by quasielastic neutron scattering and dynamic light scattering2018

    • 著者名/発表者名
      藤原悟、松尾龍人、河野史明、柴田薫
    • 学会等名
      第56回生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Protein deuteration for neutron scattering2018

    • 著者名/発表者名
      藤原悟
    • 学会等名
      Meeting on Deuteration Labeled Compound for Neutron Science
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 小角散乱によるヒトα-シヌクレインのアミロイド線維の構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      河野史明、松尾龍人、高田慎一、杉本泰伸、藤原悟
    • 学会等名
      日本中性子科学会第18回年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Hydration Structures around Proteins Studied by Neutron and X-ray Small-Angle Scattering2017

    • 著者名/発表者名
      Satoru Fujiwara
    • 学会等名
      第78回岡崎コンファレンス「Grand Challenges in Small-angle Scattering」
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター
    • 年月日
      2017-03-18
    • 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] Structural characterization of amyloid fibrils of human a-synuclein by small-angle scattering2017

    • 著者名/発表者名
      Fumiaki Kono, Tatsuhito Matsuo, Shinichi Takata, Yasunobu Sugimoto, Satoru Fujiwara
    • 学会等名
      日本生物物理学会第55回年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Protein deuteation using algal peptone for neutron scattering2017

    • 著者名/発表者名
      Satoru Fujiwara
    • 学会等名
      J-PARC workshop "Deuterated materials enhancing neutron science for structure function applications"
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] J-PARCを用いた生物学研究2017

    • 著者名/発表者名
      藤原悟
    • 学会等名
      第6回JASRIワークショップ「中性子で何が分かるか、J-PARCで何ができるか」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Relationship between the dynamics of human α-synuclein and its propensity to form amyloid fibrils2016

    • 著者名/発表者名
      Fumiaki Kono, Tatsuhito Matsuo, Taiki Tomioka, Kaoru Shibata, Katsuya Araki, Hideki Mochizuki, Satoru Fujiwara
    • 学会等名
      日本生物物理学会第54回年会
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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