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レーザートラッピング法を利用したシトクロムcのアミロイド線維形成機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K19146
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分37:生体分子化学およびその関連分野
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

廣田 俊  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (90283457)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワードタンパク質 / レーザートラッピング法 / 光圧 / アミロイド線維 / ドメインスワッピング / ジスルフィド結合 / シトクロムc / レーザートラッピング / タンパク質凝集体 / タンパク質変性
研究成果の概要

タンパク質は特定の立体構造を形成して機能することが多いが、アルツハイマー病、パーキンソン病、筋萎縮性側索硬化症などでは、それぞれの疾病に特有のタンパク質が構造変性し、アミロイド線維として生体組織内に蓄積する。タンパク質のアミロイド線維化を空間的・時間的に制御することが難しいため、その形成機構の詳細は不明のままである。本研究では、シトクロムcをモデルタンパク質として、様々な位置にシステイン残基を変異導入し、構造柔軟性が制御されたジスルフィド架橋2量体を作製した。レーザートラッピングによりシトクロムc変異体の2量体を捕捉し、アミロイド線維形成を調べた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生体内でのアミロイド線維の形成は多くの疾患と密接に関連しており、アミロイド線維形成機構の解明は生命科学の基礎研究の最重要課題の一つである。しかし、アミロイド線維の形成を空間的および時間的に制御する方法がないため、アミロイド線維形成機構の詳細は依然不明のままである。本研究では、シトクロムcのアミロイド線維形成にレーザートラッピングを利用することにより、アミロイド線維形成に関する新しい知見が得られ、これらの知見はタンパク質の構造変性と関連のある疾病の理解に役立つ。また、本手法はタンパク質立体構造研究に有用な手法であることが示された。

報告書

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

    (18件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 6件、 招待講演 12件)

  • [国際共同研究] National Yang Ming Chiao Tung University(台湾)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] National Chiao Tung University(台湾)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] National Chiao Tung University(台湾)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Oligomerization of Cytochrome c, Myoglobin, and Related Heme Proteins by 3D Domain Swapping2019

    • 著者名/発表者名
      Shun Hirota
    • 雑誌名

      Journal of Inorganic Biochemistry

      巻: 194 ページ: 170-179

    • DOI

      10.1016/j.jinorgbio.2019.03.002

    • NAID

      120006763862

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 光圧によるアミロイド線維の人工作製2021

    • 著者名/発表者名
      杉山輝樹、廣田俊、藤原正裕、藤田咲子、大野智子
    • 学会等名
      文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム 令和2年度「秀でた利用成果」発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 3Dドメインスワッピングによる金属タンパク質の超分子創成2020

    • 著者名/発表者名
      廣田俊
    • 学会等名
      錯体化学会オンライン研究会「錯体化学に基づく分子の構造変換設計と機能制御」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光圧によるアミロイド線維の人工作製2020

    • 著者名/発表者名
      杉山輝樹、廣田俊、藤原正裕、藤田咲子、大野智子
    • 学会等名
      文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム 令和2年度利用成果発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 金属タンパク質:反応機構解明と超分子創製2020

    • 著者名/発表者名
      廣田俊
    • 学会等名
      フロンティア生命化学研究会 特別シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光圧によるアミロイド線維の人工作製2020

    • 著者名/発表者名
      杉山輝樹、廣田俊、藤原正裕、藤田咲子、大野智子
    • 学会等名
      第20回国際ナノテクノロジー総合展・技術会議
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Fabrication of Amyloid Fibrils of Cytochrome c Disulfide Dimers by Optical Trapping2020

    • 著者名/発表者名
      ChunLiang Chiu, PeiHua Lo, ChiehJu Chang, Hongxu Yang, Shun Hirota, Hiroshi Masuhara, Teruki Sugiyama
    • 学会等名
      The 67th Japan Society of Applied Physics Spring Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Reaction Mechanism Elucidation and Supramolecular Creation of Metalloproteins2020

    • 著者名/発表者名
      Shun Hirota
    • 学会等名
      The 100th Chemical Society of Japan Annual Meeting (中止)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Oligomerization of Cytochrome c, Myoglobin, and Related Heme Proteins by 3D Domain Swapping2019

    • 著者名/発表者名
      Shun Hirota
    • 学会等名
      19th International Conference on Biological Inorganic Chemistry (ICBIC19)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Constructing Heme Protein Supramolecules by 3D Domain Swapping2019

    • 著者名/発表者名
      Shun Hirota
    • 学会等名
      2nd International Conference on Bioinformatics, Biotechnology, and Biomedical Engineering (BioMIC 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Oligomerization of Heme Proteins by 3D Domain Swapping2019

    • 著者名/発表者名
      Shun Hirota
    • 学会等名
      The 6th National Conference on Biophysical Chemistry (NCBPC-6)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Supramolecular Assemblies of c-Type Cytochromes Based on 3D Domain Swapping2018

    • 著者名/発表者名
      Shun Hirota
    • 学会等名
      233rd ECS Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Construction of Protein Supramolecules by 3D Domain Swapping2018

    • 著者名/発表者名
      Shun Hirota
    • 学会等名
      The 18th Annual Meeting of the Protein Science Society of Japan (Workshop: 35th Anniversary of Protein Engineering since 1983)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Domain Swapping-Based Assemblies of c-Type Cytochromes2018

    • 著者名/発表者名
      Shun Hirota, Satoshi Nagao, Masaru Yamanaka, Yoshiki Higuchi
    • 学会等名
      Tenth International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines (ICPP-10)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Vibrational Spectroscopic Studies of Cytochrome c and Hydrogenase2018

    • 著者名/発表者名
      廣田俊、太虎林、樋口芳樹、柳澤幸子、小倉尚志
    • 学会等名
      第56回日本生物物理学会年会(シンポジウム:ピコバイオロジーが目指すもの)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2024-01-30  

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