固体NMRによる7回膜貫通蛋白質複合体の構造解析

• 研究課題/領域番号: 19370068
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 藤原 敏道 大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (20242381)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円); 2009年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2008年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円); 2007年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
• キーワード: 構造生物学 / 生物物理 / 蛋白質 / 原子・分子物理 / ナノバイオ / 生体分子 / 核磁気共鳴 / 膜蛋白質 / 蛋白質立体構造 / 固体NMR

研究概要

固体NMR実験で、ハロロドプシンとトランスデューサpHtrII、ペプチド・マストパランXについて解析を行った。pHtrIIでは、溶媒のバルクな水の^1Hからの距離測定を行うと同時に、二重膜両親媒性領域のアミノ酸残基を帰属した。pHtrIIの水溶性領域は、β構造とαヘリックスが観測されたが、これは天然構造と考えられた。データ解析では、帰属されていないNMR構造パラメータも構造決定に利用する方法を開発した。

研究成果

• [雑誌論文] 1H-Detected 1H-1H Correlation Spectroscopy of a Stereo-Array Isotope Labeled Amino Acid under Fast Magic-Angle Spinning (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Takahashi, Masatsune Kainosho, Hideo Akutsu, Toshimichi Fujiwara
  • 雑誌名: J. Magn. Reson 203 ページ: 253-256
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamic Nuclear Polarization Experiments at 14. 1 T for Solid-State NMR (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoh Matsuki, Hiroki Takahashi, Keisuke Ueda, Toshitaka Idehara, Isamu Ogawa, Mitsuru Toda, Hideo Akutsu, Toshimichi Fujiwara
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys DOI:10.1039/c002268c(in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Continuously Frequency Tunable High Power Sub-THz Radiation Source-Gyrotron FU CW VI for 600 MHz DNP-NMR spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Toshitaka Idehara, Kosuke Kosuga, La Agusu, Ryusuke Ikeda, Isamu Ogawa, Teruo Saito, Yoh Matsuki, Keisuke Ueda, Toshimichi Fujiwara
  • 雑誌名: J. Infrared Millim. Terahz. Waves DOI10.1007/s10762-010-9643-y(in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] ^1H-Detected ^1H-^1H Correlation Spectroscopy of a Stereo-Array Isotope Labeled Amino Acid under Fast Magic-Angle Spinning (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Takahashi, Masatsune Kainosho, Hideo Akutsu, Toshimichi Fuiiwara
  • 雑誌名: Journal of Magnetic Resonance 203 ページ: 253-256
  • 査読あり
• [雑誌論文] 固体nmr分光法による生体分子複合体の構造解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤原敏道
  • 雑誌名: 日本物理学会誌, 「実験技術」 64,(3月号) ページ: 179-186
  • NAID: 110007138740
  • 査読あり
• [雑誌論文] 固体nmr膜蛋白質複合体構造解析技術(融合発展する構造生物学とケミカルバイオロジーの最前線) (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤原敏道
  • 雑誌名: 蛋白質核酸酵素 54(12) ページ: 1499-1505
• [雑誌論文] 固体NMR膜蛋白質複合体構造解析技術 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤原敏道
  • 雑誌名: 蛋白質 核酸 酵素 54 ページ: 1499-1505
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluid Mechanical Matching of H+-ATPsynthase Subunit c Ring with Lipid Membranes Revealed by 2H Solid-State NMR (2008)
  • 著者名/発表者名: Masatoshi Kobayashi, Andrey V. Struts, Toshimichi Fujiwara, Michael F. Brown, Hideo Akutsu
  • 雑誌名: Biophys. J. 94 ページ: 4339-4347
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Magic-Angle-Spinning NMR Method for 1H-1H Distance Measurement Using Coherent Polarization Transfer in 13C-Labeled Organic Solids (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Takahashi, Hideo Akutsu, Toshimichi Fujiwara
  • 雑誌名: J. Chem. Phys 129154504 ページ: 1-12
  • 査読あり
• [雑誌論文] H+-ATP合成酵素のエネルギー変換機構とそこにおけるソフトな相互作用(特集:ソフトな相互作用による膜インターフェースの機能制御) (2008)
  • 著者名/発表者名: 阿久津秀雄, 八木宏昌, 藤原敏道
  • 雑誌名: 生化学 第80巻,第10号 ページ: 907-916
• [雑誌論文] A Magic-Angle-Spinning NMR Method for^1H-^1H Distance Measurement Using Coherent Polarization Transfer in ^<13>C-Labeled Organic Solids (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Takahashi, H. Akutsu, T. Fujiwara
  • 雑誌名: Journal of Chemical Physics 129 ページ: 154504-154504
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluid Mechanical Matching of H^+-ATPsynthase Subunit c Ring with Lipid Membranes Revealed by ^2H Solid-State NMR (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Kobayashi, A. V. Struts, T. Fujiwara, M. F. Brown, H. Akutsu
  • 雑誌名: Biophysical Journal 94 ページ: 4339-4347
  • 査読あり
• [雑誌論文] H^+-ATP合成酵素のエネルギー変換機構とそこにおけるソフトな相互作用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 阿久津秀雄, 八木宏昌, 藤原敏道
  • 雑誌名: 生化学 80 ページ: 907-916
  • NAID: 10022594584
• [雑誌論文] Fluid Mechanical Matching of H^+-ATPsynthase Subunit c Ring with Lipid Membranes Revealed by 2H Solid-State NMR (2008)
  • 著者名/発表者名: Masatoshi Kobayashi
  • 雑誌名: Biophys. J. (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure of the Light-Harvesting Bacteriochlorophyll c Assembly in Chlorosomes from Chlorobium Limicola Determined by Solid-State NMR (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Egawa, T. Fujiwara, T. Mizoguchi, Y. Kakitani, Y. Koyama, H. Akutsu
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S. A 104 ページ: 790-795
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detailed Consideration of Experimental Results of Gyrotron FUCWII Developed as a Radiation Source for DNP-NMR Spectroscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: La Agusu, T. Idehara, I. Ogawa, T. Saito, T. Kanamaki, H. Takahashi., T. Fujiwara
  • 雑誌名: Int. J. Infrared Millim. Waves 28 ページ: 499-511
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spectral Fitting for Signal Assignment and Structural Analysis of Uniformly 13C-Labeled Solid Proteins by Simulated Annealing Based on Chemical Shifts and Spin Dynamics (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsuki, H. Akutsu, T. Fujiwara
  • 雑誌名: J. Biomol. NMR 38 ページ: 325-339
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural Analysis of Pituitary Adenylate Cyclase-Activating Polypeptides Bound to Phospholipid Membranes by Magic Angle Spinning Solid-State NMR (2007)
  • 著者名/発表者名: Nobuyasu Komi, Kayo Okawa, Yukihiro Tateishi, Masahiro Shirakawa, Toshimichi Fujiwara, Hideo Akutsu
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta-Biomembranes 1768 ページ: 3001-3011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spectral Fitting for Signal Assignment and Structural Analysis of Uniformly 13C-Labeled Solid Proteins by Simulated Annealing Based on Chemical Shifts and Spin Dynamics (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsuki
  • 雑誌名: J. Biomol. NMR 38 ページ: 325-339
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural Analysis of Pituitary Adenylate Cyclase-Activating Polypeptides Bound to Phospholipid Membranes by Magic Angle Spinning Solid-State NMR (2007)
  • 著者名/発表者名: Nobuyasu Komi
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta-Biomembranes 1768 ページ: 3001-3011
  • 査読あり
• [学会発表] 膜タンパク質ハロロドプシンの多次元固体NMR法による構造解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 樋口真理花, 江川文子, 田巻初, 神谷昌克, 相沢智康, 河野敬一, 藤原敏道, 出村誠
  • 学会等名: 第48回NMR討論会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2009-11-10
• [学会発表] Implicit membrane modelを用いた分子動力学計算と固体NMRスペクトルシュミレーションによる膜結合ペプチド・マストパランXの構造解析(ポスター発表) (2009)
  • 著者名/発表者名: 池田恵介, 亀田倫史, 原田英里砂, 阿久津秀雄, 藤原敏道
  • 学会等名: 第48回NMR討論会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2009-11-10
• [学会発表] Implicit membrane modelを用いた分子動力学計算と固体NMRスペクトルシミュレーションによる膜結合ペプチド・マストパランXの構造解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 池田恵介, 亀田倫史, 原田英里砂, 阿久津秀雄, 藤原敏道
  • 学会等名: 第48NMR討論会
  • 発表場所: 福岡、九州大学医学部百年講堂
  • 年月日: 2009-11-10
• [学会発表] Method for the dynamic structural analysis of membrane proteins based on NMR、口頭 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤原敏道
  • 学会等名: 第47回日本生物物理学会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 2009-11-01
• [学会発表] Method for the dynamic structural analysis of membrane proteins based on NMR (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤原敏道
  • 学会等名: 第47日本生物物理学会
  • 発表場所: 徳島、アスティ徳島
  • 年月日: 2009-11-01
• [学会発表] 多次元固体NMR法による膜蛋白質pHtrIIの構造解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 江川文子, 佐伯美和子, 林こころ, 児島長次郎, 阿久津秀雄, 藤原敏道
  • 学会等名: 第47日本生物物理学会
  • 発表場所: 徳島、アスティ徳島
  • 年月日: 2009-11-01
• [学会発表] Solid-State NMR Analysis of Membrane Protein and High-Field DNP (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤原敏道
  • 学会等名: 3rd Asia-Pacific NMR Symposium
  • 発表場所: Ramada Plaza Hotel, Jeju, Korea
  • 年月日: 2009-10-26
• [学会発表] Mainchain structural analysis of transmembrane halobacterial tranceducer pHtrIIby multi-dimensional MAS solid-state NMR (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Egawa, K. Hayashi, C. Kojima, H. Akutsu, T. Fujiwara
  • 学会等名: The 3rd Asia-Pacific NMR Symposium
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 2009-10-25
• [学会発表] Structural analysis of biomolecular complexes by solid-state NMR (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤原敏道
  • 学会等名: International Symposium on Biological NMR
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 2009-10-23
• [学会発表] Solid-state NMR structural analysis of membrane proteins and sensitivity enhancement (2009)
  • 著者名/発表者名: Toshimichi Fujiwara
  • 学会等名: 2nd Symposium on Structural Analysis of Biological Macromolecules & 7th Japan-Korea Bilateral Symposium on Biological NMR
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2009-07-27
• [学会発表] 固体nmr膜蛋白質複合体構造解析技術 (2008)
  • 著者名/発表者名: 藤原敏道, 出村誠, 児嶋長次郎
  • 学会等名: 第46回生物物理学会シンポジウム
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2008-12-05
• [学会発表] 多次元固体NMR法による膜蛋白質pHtrIIの主鎖構造解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 江川文子, 林こころ, 児嶋長次郎, 阿久津秀雄, 藤原敏道
  • 学会等名: 日本生物物理学会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2008-12-05
• [学会発表] 膜タンパク質固体NMR構造解析と高磁場DNP (2008)
  • 著者名/発表者名: 藤原敏道, 高橋大樹, 江川文子, 佐伯美和子, 阿久津秀雄, 林こころ, 児島長次郎, 出原敏孝, 小川勇, 戸田充
  • 学会等名: 第47回NMR討論会
  • 発表場所: 筑波
  • 年月日: 2008-11-13
• [学会発表] 高磁場DNPと固体NMR生体分子複合体構造解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 藤原敏道
  • 学会等名: 大阪大学蛋白質研究所セミナー「先端磁気共鳴がもたらす生体系研究の新展開」
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2008-07-29
• [学会発表] Structural analysis of transmembrane halobacterial tranceducer pHtrII by multi-dimensional high-resolution solid-state NMR (2008)
  • 著者名/発表者名: 江川文子, 佐伯美和子, 林こころ, 児嶋長次郎, 阿久津秀雄, 藤原敏道
  • 学会等名: 2nd Pacific Rim International Conference on Protein Science
  • 発表場所: ケアンズ
  • 年月日: 2008-06-23
• [学会発表] Solid-State NMR for Structural Analysis of Biomolecular Complexes (2008)
  • 著者名/発表者名: Toshimichi Fujiwara
  • 学会等名: Korea-Japan Bilateral Symposium on Biological NMR
  • 発表場所: ソウル
  • 年月日: 2008-04-25
• [学会発表] 13C-13C and 1H-1H Distance Analysis from the Polarization Transfer in Uniformly 13C-Labeled Organic Solids under Magic-Angle Spinning (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Takahashi, A. Egawa, H. Akutsu, T. Fujiwara
  • 学会等名: the 49th Experimental NMR Conference, Asilomar Conference Grounds
  • 発表場所: Pacific Grove, CA, USA(口頭発表)
  • 年月日: 2008-03-10
• [学会発表] 多次元固体NMR法による膜蛋白質pHtrIIの構造解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 江川 文子
  • 学会等名: 第45回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜会議センター
  • 年月日: 2007-12-22
• [学会発表] Solid-state NMR of pharaonis halorhodopsin, Optimization of sample preparation (2007)
  • 著者名/発表者名: Marika Higuchi, Ayako Egawa, Masakatsu Kamiya, Tomoyasu Aizawa, Keiichi Kawano, Toshimichi Fujiwara, Makoto Demura
  • 学会等名: 第45回生物物理学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(口頭発表)
  • 年月日: 2007-12-21
• [図書] タンパク質の同位体ラベルとnmr分光法 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤原敏道, 池上貴久
  • 出版者: 化学同人
• [図書] タンパク質の同位体ラベルとNMR分光法 (2009)
  • 著者名/発表者名: 長谷俊治・高尾敏文・高木淳一編、平野久、高尾敏文、豊田岐聡、有坂文雄、亀山啓一、池上貴久、藤原敏道、岩崎憲治、光岡薫、安永卓生
  • 総ページ数: 244
  • 出版者: 化学同人
• [図書] Structural analysis of membrane systems by solid-state NMR (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Todokoro, M. Kobayashi, T. Fujiwara, H. Akutsu
  • 出版者: Osaka University Press
• [図書] Chemistry, Physics, and Biology in Macromolecular Science (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Todokoro, M. Kobayashi, T. Fujiwara, H. Akutsu
  • 出版者: Osaka University Press
• [図書] Secondary Structure Analysis of Proteins from Angle Dependent Interactions (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Fujiwara, H. Akutsu
  • 出版者: Springer
• [図書] “固体高分解能NMR"生命科学のための機器分析実験ハンドブック(実験医学別冊) (2007)
  • 著者名/発表者名: 阿久津秀雄, 藤原敏道
  • 出版者: 羊土社
• [備考]
  • URL: http://www.protein.osaka-u.ac.jp/biophys/
• [備考]
  • URL: http://www.protein.osaka-u.ac.jp/biophys/
• [備考]
  • URL: http://www.protein.osaka-u.ac.jp/biophys/bussei.html