研究課題
基盤研究(C)
アクチンフィラメントの伸び縮みは，細胞の変形や運動という生命にとって普遍的な現象と密接に関わる．本研究では，フィラメントの伸縮に関わるCARMIL蛋白質とキャッピング蛋白質（CP）に着目し，CARMILによるCPのフィラメントからの引きはがし（結合解離）の分子メカニズムを調査する．まず解離過程の分子シミュレーションを行う．このときフィラメントの代わりにV-1蛋白質を用いる．得られたシミュレーションのデータを，独自に開発した計算機ツールMotion Treeを用いて調査し，特徴的な分子運動を特定する．分子運動と結合の関係を探り，結合解離の分子メカニズムを調査する．
アクチンフィラメントの伸長は多数の蛋白質によって制御されている．アクチンキャッピング蛋白質（CP）はフィラメントの端に結合しその伸長を止めるが，CARMIL蛋白質はCPと結合し，フィラメントから引きはがすことができる（結合解離）．この結合解離にはCPの分子運動（揺らぎ）の変化が鍵となると考えられている．本研究では，分子シミュレーションや弾性ネットワークモデルを用い，CARMILの結合がCPの揺らぎに与える影響を網羅的に調査した．これにより，CARMILのどの部位がCPの運動を大きく変えるのかを明らかにした．また，運動を変える部位が持つ特徴的な結合パターンも明らかにした．
アクチンフィラメントの伸長は細胞の変形や運動という普遍的な生命現象に直結している．フィラメントを制御する蛋白質の研究は，細胞の変形・運動といったマクロな現象が，分子レベルでどのように実現されているのかを理解するために欠かせなない．制御蛋白質の働きには揺らぎが関わっている．蛋白質間の結合と揺らぎがどのように関係するか，分子シミュレーションや弾性ネットワークモデルを使って網羅的に解析し，結合と揺らぎの関係を明らかにした．結合と揺らぎに関する知見は，フィラメントの伸長を制御する蛋白質の働きをコトンロールするための基盤となる．
すべて 2022 2021 2020 2019
すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件) 図書 (1件)
Proceedings of the National Academy of Sciences
巻: 119 号: 43
10.1073/pnas.2122641119
J Mol Biol
巻: 433 号: 9 ページ: 166891-166891
10.1016/j.jmb.2021.166891
Acta Crystallogr F Struct Biol Commun
巻: 77 号: 1 ページ: 13-21
10.1107/s2053230x20016829
Protein Science
巻: 29 号: 2 ページ: 564-571
10.1002/pro.3789
Biophysics and Physicobiology
巻: 16 号: 0 ページ: 280-286
10.2142/biophysico.16.0_280
130007752770
