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軸糸ダイニンにおけるモータードメインの構造および機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 17J07553
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 構造生物化学
研究機関大阪大学

研究代表者

戸田 暁之  大阪大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードダイニン / 分子モーター / X線結晶構造解析 / 微小管 / 軸糸ダイニン
研究実績の概要

ダイニンは生体内分子モーターであり、細胞質ダイニンと軸糸ダイニンに分けられる。そのうち、軸糸ダイニンは鞭毛・繊毛の波打ち運動を駆動する原動力として働く。ダイニンは重鎖、中間鎖、中間軽鎖、軽鎖と呼ばれる複数のタンパク質から構成される超分子複合体であり、そのうち最も大きい重鎖がモーターとして働く。その重鎖中のモータードメインは、約3300残基のアミノ酸からなる巨大なタンパク質であり、その分子サイズが問題となり構造解析例は限定されている。しかし、軸糸ダイニンに特徴的なモーター活性や運動機構を包括的に理解するためには、原子分解能での軸糸ダイニンのモータードメインの構造解析が不可欠である。そこで、本研究では、[1]軸糸ダイニンモータードメインの構造と、[2]様々な軸糸ダイニンのモータードメイン中に存在する微小管結合部位(MTBD)の構造を決定し、それらを比較することで、軸糸ダイニン特有の運動機構を理解することを目的としている。実施状況は、以下の通りである。
[1]軸糸ダイニンモータードメインの構造解析
様々な種類の軸糸ダイニンのモータードメインのコンストラクトを作製し、構造解析に必要なサンプルを得ることを試みた。その結果、サンプルを純度よく精製することはできたが、精製サンプルが凝集を起こしていることが示唆され、構造解析に適したサンプルを得るには至っていない。
[2]軸糸ダイニンにおけるMTBDの構造解析
前年度までの研究により、緑藻クラミドモナス由来の軸糸ダイニンである外腕ダイニンγ重鎖(OADγ)のMTBDと軸糸ダイニン軽鎖1(LC1)の複合体の結晶構造を1.7Åの分解能で決定していた。その結果を元に、生化学的な解析と構造学的観点からOADγにおける微小管上のステッピングについて新たなモデルを得て、論文として発表した。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] The complex of outer-arm dynein light chain-1 and the microtubule-binding domain of the γ heavy chain shows how axonemal dynein tunes ciliary beating2020

    • 著者名/発表者名
      Toda Akiyuki、Nishikawa Yosuke、Tanaka Hideaki、Yagi Toshiki、Kurisu Genji
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 295 号: 12 ページ: 3982-3989

    • DOI

      10.1074/jbc.ra119.011541

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural atlas of dynein motors at atomic resolution2018

    • 著者名/発表者名
      Akiyuki Toda, Hideaki Tanaka, Genji Kurisu
    • 雑誌名

      Biophys Rev.

      巻: 10 号: 2 ページ: 677-686

    • DOI

      10.1007/s12551-018-0402-y

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] STRUCTURAL INSIGHTS INTO COMPLEX FORMATION OF THE AXONEMAL DYNEIN LIGHT CHAIN-1 AND OADγ STALK2018

    • 著者名/発表者名
      Akiyuki Toda, Hideaki Tanaka, Yosuke Nishikawa, Toshiki Yagi, Genji Kurisu
    • 学会等名
      Biophysical Society 62nd Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 軸糸ダイニン軽鎖1の構造-機能相関の解明2017

    • 著者名/発表者名
      戸田暁之、田中秀明、西河洋祐、八木俊樹、栗栖源嗣
    • 学会等名
      第64 回日本生化学会近畿支部例会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Structural insights into complex formation of the axonemal dynein light chain-1 and OADγ stalk2017

    • 著者名/発表者名
      Akiyuki Toda, Hideaki Tanaka, Yosuke Nishikawa, Toshiki Yagi, Genji Kurisu
    • 学会等名
      Dynein 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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