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セグメント重水素化中性子散乱法による天然変性タンパク質の動的構造解析

研究課題

研究課題/領域番号 18H02391
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分43020:構造生物化学関連
研究機関横浜市立大学

研究代表者

佐藤 衛  横浜市立大学, 生命医科学研究科, 教授 (60170784)

研究分担者 小田 隆  立教大学, 理学部, 助教 (00573164)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2019年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
キーワード天然変性タンパク質 / 中性子小角散乱 / セグメント重水素化
研究成果の概要

中性子散乱法(SANS法)によるタンパク質の動的構造解析では、コロナ禍により国外の中性子実験施設が全く利用できなかったので、SANS実験の前に収集したX線散乱(SAXS)データにアンサンブル最適化法を適用して初期的な構造解析を行った。その結果、全長のHefタンパク質の溶液中での構造は6つの異なるコンフォメーションをもつ構造のアンサンブルとして再現できた。
一方、ポリペプチド鎖のライゲーションにおいてはスプリットインテインNpuDnaEを用いることで効率よく調製する方法を確立した。また、重水素化率をコントロールした試料調製プロトコールおよび重水素化率の評価プロトコールも合わせて確立した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

タンパク質の動的構造の情報は創薬の分野で創薬候補化合物のヒット率の向上に大きく寄与するものと期待され、わが国の国家プロジェクトとして、京/富嶽コンピューターを利用した分子動力学計算で予測されてきた。しかし、これはあくまでもin silicoのシミュレーションの世界の話で、実験データに基づいたタンパク質の動的構造解析法の開発が長く待たれていた。その意味で、当該研究は学術的な意義とともに社会的意義も非常に大きいと期待される。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件、 招待講演 5件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Serine 298 Phosphorylation in Linker 2 of UHRF1 Regulates Ligand-Binding Property of Its Tandem Tudor Domain2020

    • 著者名/発表者名
      Kori Satomi、Jimenji Tomohiro、Ekimoto Toru、Sato Miwa、Kusano Fumie、Oda Takashi、Unoki Motoko、Ikeguchi Mitsunori、Arita Kyohei
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Biology

      巻: 432 号: 14 ページ: 4061-4075

    • DOI

      10.1016/j.jmb.2020.05.006

    • 関連する報告書
      2020 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] Structural and dynamics analysis of intrinsically disordered proteins by high-speed atomic force microscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Kodera Noriyuki、Noshiro Daisuke、Dora Sujit K.、Mori Tetsuya、Habchi Johnny、Blocquel David、Gruet Antoine、Dosnon Marion、Salladini Edoardo、Bignon Christophe、Fujioka Yuko、Oda Takashi、Noda Nobuo N.、Sato Mamoru、Lotti Marina、Mizuguchi Mineyuki、Longhi Sonia、Ando Toshio
    • 雑誌名

      Nature Nanotechnology

      巻: 16 号: 2 ページ: 181-189

    • DOI

      10.1038/s41565-020-00798-9

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dynamics of proteins with different molecular structures under solution condition2020

    • 著者名/発表者名
      Inoue Rintaro、Oda Takashi、Nakagawa Hiroshi、Tominaga Taiki、Saio Tomohide、Kawakita Yukinobu、Shimizu Masahiro、Okuda Aya、Morishima Ken、Sato Nobuhiro、Urade Reiko、Sato Mamoru、Sugiyama Masaaki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 21678-21678

    • DOI

      10.1038/s41598-020-78311-4

    • NAID

      120007193758

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structure of HIRAN Domain of Human HLTF Bound to Duplex DNA Provides Structural Basis for DNA Unwinding to Initiate Replication Fork Regression2020

    • 著者名/発表者名
      Asami Hishiki, Mamoru Sato, Hiroshi Hashimoto
    • 雑誌名

      J. Biochem

      巻: - 号: 6 ページ: 597-602

    • DOI

      10.1093/jb/mvaa008

    • NAID

      40022260390

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structure of the UHRF1 Tandem Tudor Domain Bound to a Methylated Non-histone Protein, LIG1, Reveals Rules for Binding and Regulation2019

    • 著者名/発表者名
      Kori, S. Ferry, L. Matano, S. Jimenji, T. Kodera, N. Tsusaka, T. Matsumura, R. Oda, T. Sato, M. Dohmae, N. Ando, T. Shinkai, Y. Defossez, P. A. Arita, K.
    • 雑誌名

      Structure

      巻: 27 号: 3 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1016/j.str.2018.11.012

    • 関連する報告書
      2018 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] Cooperative DNA Binding of the Plasmid Partitioning Protein TubR from the Bacillus cereus pXO1 Plasmid2018

    • 著者名/発表者名
      I. Hayashi, T. Oda, M. Sato, S. Fuchigami
    • 雑誌名

      J. Mol. Biol.

      巻: 430 号: 24 ページ: 5015-5028

    • DOI

      10.1016/j.jmb.2018.11.001

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 細胞外での分子修飾(細胞外基質/その他)シトルリン化2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤 衛
    • 雑誌名

      生体の科学(増大特集:タンパク質・核酸の分子修飾)

      巻: 69 ページ: 520-521

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 天然変性蛋白質-蛋白質の構造・機能研究の新しいターゲット2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤 衛
    • 雑誌名

      医学のあゆみ(第5土曜特集:蛋白質代謝医学-構造・機能の研究から臨床応用まで)

      巻: 267 ページ: 954-958

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Why we need deuteration in the field of life science now2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤 衛
    • 学会等名
      第4回 重水素材料研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 天然変性タンパク質の構造研究とLLPSの構造基盤構築への展望2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤 衛
    • 学会等名
      第4回LLPS研究会・ASUKA若手交流会2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The dynamic structure and function of intrinsically disordered region of Hef that is associated with a DNA repair2019

    • 著者名/発表者名
      T. Oda, A. Sekino, A. Murakami1, R. Oi, M. Yoneyama, N. Kodera, T. Ando, T. Konuma, K. Sugase, T. Oroguchi, R. Inoue, M. Sugiyama, S. Ishino, Y. Ishino, and M. Sato
    • 学会等名
      The 3rd Asia-Oceania Conference on Neutron Scattering 2019 (AOCNS 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] DNA修復にかかわるHefの天然変性領域の揺らいだ構造と機能2019

    • 著者名/発表者名
      小田 隆、関野絢子、村上綾香、大井里香、米山真紀、古寺哲幸、安藤敏夫、小沼 剛、菅瀬謙治、苙口友隆、井上倫太郎、杉山正明、石野園子、石野良純、佐藤 衛
    • 学会等名
      第4回LLPS研究会・ASUKA若手交流会2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] The structure and function of intrinsically disordered region of Hef that is associated with a DNA repair(DNA修復にかかわるHefの天然変性領域の構造と機能)2019

    • 著者名/発表者名
      T. Oda, A. Sekino, A. Murakami, R. Oi, M. Yoneyama, N. Kodera, T. Ando, T. Konuma, K. Sugase, T. Oroguchi, S. Ishino, Y. Ishino, M. Sato
    • 学会等名
      第57回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] SEX-SAXSによるLDLRファミリーのpH依存的な構造変化の検証2019

    • 著者名/発表者名
      塩澤亜紀、飯田麻生、小田 隆、佐藤 衛、禾 晃和
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Protein deuteration for small angle neutron scattering2019

    • 著者名/発表者名
      小田 隆、関野絢子、米山真紀、村上綾香、苙口友隆、浴本 亨、池口満徳、杉山正明、石野良純、佐藤 衛
    • 学会等名
      J-PARC Workshop2018(Deuterium Labeling Study for Neutron Science)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 中性子溶液散乱を基軸とした蛋白質の構造・ダイナミクス解析への挑戦2018

    • 著者名/発表者名
      杉山正明、中川 洋、斉尾智英、矢木真穂、苙口友隆、小田 隆、井上倫太郎、佐藤信浩、守島 健、日野正裕、川北至信、高田愼一、富永大輝、佐藤 衛
    • 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] SANSと計算科学による天然変性タンパク質の動的構造と機能の解明2018

    • 著者名/発表者名
      小田 隆、関野絢子、米山真紀、浴本 亨、池口満徳、苙口友隆、杉山正明、石野良純、佐藤 衛
    • 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] 溶液散乱と計算科学で明らかにする天然変性タンパク質の構造と機能2018

    • 著者名/発表者名
      小田 隆、関野絢子、米山真紀、村上綾香、苙口友隆、浴本 亨、池口満徳、杉山正明、石野良純、佐藤 衛
    • 学会等名
      PF研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [産業財産権] 新規抗PAD4抗体2018

    • 発明者名
      佐藤 衛、山田 道之、金澤 智
    • 権利者名
      佐藤 衛、山田 道之、金澤 智
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 取得年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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