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細胞内環境下の新規構造解析手法 In-cell Native MSの確立

研究課題

研究課題/領域番号 19K16091
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分43040:生物物理学関連
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

末松 和美 (七種和美)  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (60608769)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード質量分析 / タンパク質複合体 / 不揮発性緩衝液 / 測定の自動化 / ネイティブ質量分析 / 細胞内環境下 / タンパク質の構造解析
研究開始時の研究の概要

本研究では、『質量分析を用いた細胞内のタンパク質の構造解析手法の確立=ネイティブ質量分析による1細胞質量分析“In-Cell Native MS”の確立』を目指す。細胞内環境下のタンパク質においてネイティブ質量分析を適用するために最も重要な点はそれら不揮発性の塩からタンパク質イオ ンを脱塩しつつ、イオン化することであると考えられるため、I. 様々な緩衝液における条件検討、II. 大腸菌溶解液内タンパク質における解析条件の検討、III. 哺乳類細胞で培養したタンパク質における解析条件の検討 、の研究を遂行していくことで研究手法の基盤を構築する。

研究成果の概要

本研究では、細胞内環境下におけるタンパク質分子の動的構造の解明を目指し、タンパク質を変性せず複合体のまま測定が可能なネイティブ質量分析を用いた新規分析手法の確立を試みた。ネイティブ質量分析における従来の測定溶媒である揮発性の塩溶液から細胞環境に近い条件へ測定溶媒を変更することによって、細胞内環境におけるネイティブ質量分析の測定基盤を構築した。また、よりハイスループットな構造解析手法への発展を目指し、ネイティブ質量分析の自動化システムを構築した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

細胞内は様々な分子が存在する夾雑環境下であり、その中におけるタンパク質の機能を解明するためには、細胞内環境下またはその環境に近い状態でタンパク質を観測する必要がある。それに対し、本研究は、溶液中の相互作用状態を保ったまま測定可能なネイティブ質量分析を用いることによって、細胞内における微量なタンパク質の構造解析手法の確立を目指した。本手法で確立した技術は様々な培養細胞や抗体を利用した分子標識方法と組み合わせた手法などに応用していくことで創薬・臨床研究への応用へ発展できると期待される。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2022 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Screening of protein-ligand interactions under crude conditions by native mass spectrometry2020

    • 著者名/発表者名
      Takano Kotaro、Arai Shunsuke、Sakamoto Seiji、Ushijima Hiroshi、Ikegami Takahisa、Saikusa Kazumi、Konuma Tsuyoshi、Hamachi Itaru、Akashi Satoko
    • 雑誌名

      Analytical and Bioanalytical Chemistry

      巻: 412 号: 17 ページ: 4037-4043

    • DOI

      10.1007/s00216-020-02649-x

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Native Mass Spectrometry of Protein and DNA Complexes Prepared in Nonvolatile Buffers2020

    • 著者名/発表者名
      Saikusa Kazumi、Kato Daiki、Nagadoi Aritaka、Kurumizaka Hitoshi、Akashi Satoko
    • 雑誌名

      Journal of the American Society for Mass Spectrometry

      巻: 31 号: 3 ページ: 711-718

    • DOI

      10.1021/jasms.9b00145

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] オンラインSEC ネイティブ質量分析の構築2022

    • 著者名/発表者名
      七種和美、絹見朋也、加藤愛
    • 学会等名
      第22回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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