| 研究課題/領域番号 |
21KK0126
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分43:分子レベルから細胞レベルの生物学およびその関連分野
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| 研究機関 | 宮崎大学 |
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研究代表者 |
塩田 拓也 宮崎大学, フロンティア科学総合研究センター, 准教授 (20819304)
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| 研究分担者 |
田岡 東 金沢大学, 生命理工学系, 教授 (20401888)
宮崎 亮次 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (30827564)
竹田 弘法 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 基礎科学特別研究員 (80816588)
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| 研究期間 (年度) |
2021-10-07 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円)
2023年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2022年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2021年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
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| キーワード | 大腸菌 / 磁性細菌 / グラム陰性菌 / 膜タンパク質 / マグネトソーム / 中性子反射率法 / BAM複合体 / 外膜 / ベータバレル / マグネットソーム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年、in vivo、in vitroでの解析、また構造生物学や生物物理学的手法の進歩により時間分解能もしくは、空間分解能のどちらかが非常に高い解析が可能となってきたたが、両者を同時に行える手法はまだ未開発である。その候補として、本国際共同研究では、複数の状態変化を内部構造も含めて詳細に解析できる「中性子反射率法」を、この手法の生体高分子への適応の第一人者であるオーストラリア、Monash大学Shen博士とともに実施する。技術適応を目指すモデルタンパク質として、グラム陰性菌の外膜タンパク質輸送装置、BAM複合体と、磁性細菌のマグネトソーム形成タンパク質MamQ、MamI、MamLに着目する。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、生体高分子の高い時空間分解能での解析を目的とし、中性子反射率法、in vivoでの架橋法、クライオ電子顕微鏡、高速AFM、単離膜を用いたin vitro再構築実験の5つの手法を統合的に用いる手法を確立するものである。これらの解析により、1) BAM複合体では、基質が結合した不安定な状態の分子形態の決定に成功し、2) BepAとBAM複合体の詳細な相互作用状態を捉えることに成功し、3) PpiDがSec複合体近傍で、DsbAとも相互作用してその機能を補助すること、5） 磁性細菌のマグネトソーム形成において、MamIと相互作用するタンパク質として、Amb0998を同定した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、特に国際共同研究によって中性子反射率法による膜タンパク質複合体の解析を進め、その適応範囲の拡大を目指すとともに、その知見を他の手法により確認することで、その有用性の確認に努めた。その結果、BAM複合体と基質の相互作用について非常に不安定な状態のものの分子形態を決定することができた。この状態は、架橋法などの他の方法で確認することができ、その生理的意義も解明した。したがって、中性子反射率法が不安定なタンパク質複合体の分子形態に利用できる方法であることが証明できた。今後、国内の中性子照射施設などでの生命科学研究が加速していくモデルケースとなることが期待される。
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