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高速偏光変調顕微鏡によるF1-ATPaseの構造変化と化学反応の同時観測

研究課題

研究課題/領域番号 22870028
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 生物物理学
研究機関学習院大学

研究代表者

政池 知子  学習院大学, 理学部, 助教 (60406882)

研究協力者 西坂 崇之  学習院大学, 理学部物理学科, 教授 (40359112)
研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
3,146千円 (直接経費: 2,420千円、間接経費: 726千円)
2011年度: 1,508千円 (直接経費: 1,160千円、間接経費: 348千円)
2010年度: 1,638千円 (直接経費: 1,260千円、間接経費: 378千円)
キーワード構造変化 / 全反射型顕微鏡 / 1分子観察 / F1-ATPase / モーター蛋白質 / 回転 / Cy3-ATP / モーター蛋白 / 偏光 / ATP加水分解
研究概要

1個の蛋白質を対象として、その構造変化と触媒反応の対応を明らかにするのが本研究の目的である。蛋白質F1-ATPaseに蛍光分子の目印を結合し、全反射型顕微鏡でその向きの変化を検出することにより構造変化を測定した。これまでの顕微鏡を改良することで、蛍光分子1個の向きの検出を角度分解能2度、時間分解能0.1秒にまで向上した。また、顕微鏡ステージに磁場を発生させる装置を組み合わせ、この酵素反応方向の違いによる構造変化経路の違いを見出した。

報告書

(3件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (25件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Coupling of chemical events and mechanical work in single F1-ATPase molecules revealed under the optical microscope2012

    • 著者名/発表者名
      Masaike, Tomoko, Hasimoto, Yuh, Nishizaka, Takayuki
    • 雑誌名

      The Journal of Physiological Sciences

      巻: 62

    • URL

      http://www.springer.com/biomed/human+physiology/journal/12576

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] 「ATP加水分解蛋白質の映画撮影」生物物理学会誌300号記念若手研究者から「生物物理の未来に寄せて」2012

    • 著者名/発表者名
      政池知子
    • 雑誌名

      日本生物物理学会誌生物物理

      巻: 52 ページ: 108-109

    • URL

      http://dx.doi.org/10.2142/biophys.52.108

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coupling of chemical events and mechanical work in single F_1-ATPase molecules revealed under the optical microscope2012

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Masaike
    • 雑誌名

      The Journal of Physiological Sciences

      巻: 62(supp)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] ATP加水分解蛋白質の映画撮影2012

    • 著者名/発表者名
      政池知子
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 52 号: 2 ページ: 108-109

    • DOI

      10.2142/biophys.52.108

    • NAID

      10030134746

    • ISSN
      0582-4052, 1347-4219
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A change in the radius of rotation of F1-ATPase indicates a tilting motion of the central shaft2011

    • 著者名/発表者名
      須河光弘、岡田薫、政池知子、西坂崇之
    • 雑誌名

      Biophysical Journal

      巻: 101 ページ: 2201-2206

    • URL

      http://dx.doi.org/10.1016/j.bpj.2011.09.016

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Simultaneous observation of chemomechanical coupling of a molecular motor2011

    • 著者名/発表者名
      西坂崇之、橋本優、政池知子
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology, Single Molecule Enzymology : Methods and Protocols

      巻: 778 ページ: 259-271

    • URL

      http://dx.doi.org/10.1007/978-1-61779-261-8_17

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A change in the radius of rotation of F_1-ATPase indicates a tilting motion of the central shaft2011

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro Sugawa, et al
    • 雑誌名

      Biophysical Journal

      巻: 101 号: 9 ページ: 2201-2206

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2011.09.016

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simultaneous observation of chemomechanical coupling of a molecular motor2011

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Nishizaka, et al
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 778 ページ: 259-271

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] タンパク質1分子とその中身を観察する顕微鏡技術2010

    • 著者名/発表者名
      西坂崇之、政池知子
    • 雑誌名

      顕微鏡

      巻: 45 ページ: 173-179

    • NAID

      130007788887

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] F_1-ATPaseをモデルとした, 1分子構造変化検出による酵素機能発現の理解2010

    • 著者名/発表者名
      政池知子
    • 雑誌名

      トピックス新進気鋭シリーズ日本生物物理学会誌生物物理

      巻: 50 ページ: 132-133

    • NAID

      10026476960

    • URL

      http://dx.doi.org/10.2142/biophys.50.132

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] タンパク質1分子とその中身を観察する顕微鏡技術2010

    • 著者名/発表者名
      西坂崇之
    • 雑誌名

      顕微鏡

      巻: 45 ページ: 19-23

    • NAID

      130007788887

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] F_1-ATPaseをモデルとした, 1分子構造変化検出による酵素機能発現機構の理解2010

    • 著者名/発表者名
      政池知子
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 50 ページ: 132-133

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 光学顕微鏡を用いた1分子観察により解明するF1-ATPaseの化学・力学反応の共役機構2012

    • 著者名/発表者名
      政池知子
    • 学会等名
      日本生理学会
    • 発表場所
      信州大学松本キャンパス
    • 年月日
      2012-03-31
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 光学顕微鏡を用いた1分子観察により解明するF_1-ATPaseの化学・力学反応の共役機構2012

    • 著者名/発表者名
      政池知子, 他
    • 学会等名
      日本生理学会
    • 発表場所
      信州大学松本キャンパス(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-31
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] F1-ATPaseの一つの触媒サイトにおけるATP結合から切断までの中心軸の角度変化2012

    • 著者名/発表者名
      橋本優
    • 学会等名
      2012年生体運動研究合同班会議
    • 発表場所
      筑波大学第2エリア・2H棟101室
    • 年月日
      2012-01-08
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 気管上皮繊毛の三次元運動解析~ポリ修飾による運動制御解析に向けて~2012

    • 著者名/発表者名
      池上浩司, 他
    • 学会等名
      生体運動研究合同班会議
    • 発表場所
      筑波大学第2エリア
    • 年月日
      2012-01-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] F_1-ATPaseの一つの触媒サイトにおけるATP結合から切断までの中心軸の角度変化2012

    • 著者名/発表者名
      橋本優, 他
    • 学会等名
      生体運動研究合同班会議
    • 発表場所
      筑波大学第2エリア
    • 年月日
      2012-01-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 光学顕微鏡を用いた蛋白質とオルガネラ1個の動きの観察-モーター蛋白F1-ATPaseと気管上皮繊毛をモデルとして-2011

    • 著者名/発表者名
      政池知子
    • 学会等名
      第37回日本生体エネルギー研究会, ICORP「ATP合成制御プロジェクト」合同シンポジウム
    • 発表場所
      京都産業大学・神山ホール大会議室
    • 年月日
      2011-12-21
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 光学顕微鏡を用いた蛋白質とオルガネラ1個の動きの観察-モーター蛋白F_1-ATPaseと気管上皮繊毛をモデルとして-2011

    • 著者名/発表者名
      政池知子, 他
    • 学会等名
      第37回生体エネルギー研究会
    • 発表場所
      京都産業大学神山ホール
    • 年月日
      2011-12-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Three-dimensional analysis of airway cilia motility2011

    • 著者名/発表者名
      池上浩司, 他
    • 学会等名
      第51回米国細胞生物学会
    • 発表場所
      米国Denver
    • 年月日
      2011-12-06
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] F1-ATPaseと繊毛軸糸をモデルとした、酵素とその集合体の動きの可視化2011

    • 著者名/発表者名
      政池知子
    • 学会等名
      第49回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      兵庫県立大学・書写キャンパス
    • 年月日
      2011-09-16
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] ねじれた・軸を持つF1-ATPase変異体の高時間分解回転観察2011

    • 著者名/発表者名
      橋本優
    • 学会等名
      第49回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      兵庫県立大学・書写キャンパス
    • 年月日
      2011-09-16
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] F_1-ATPaseと繊毛軸糸をモデルとした、酵素とその集合体の動きの可視化2011

    • 著者名/発表者名
      政池知子, 他
    • 学会等名
      第49回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      兵庫県立大学書写キャンパス(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Development of circular orientation fluorescence emitter imaging (COFEI) with the advanced TIRF microscopy2011

    • 著者名/発表者名
      須河光弘, 他
    • 学会等名
      第49回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      兵庫県立大学書写キャンパス
    • 年月日
      2011-09-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ねじれたγ軸を持つF_1-ATPase変異体の高時間分解能回転観察2011

    • 著者名/発表者名
      橋本優, 他
    • 学会等名
      第49回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      兵庫県立大学書写キャンパス
    • 年月日
      2011-09-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] F1-ATPaseの.の傾き変化およびss-ss間距離変化の検出2010

    • 著者名/発表者名
      須河光弘
    • 学会等名
      第36回日本生体エネルギー研究会,特定領域研究「革新的ナノバイオ」合同シンポジウム
    • 発表場所
      大阪大学・銀杏会館
    • 年月日
      2010-11-20
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] F1-ATPaseに結合した蛍光ヌクレオチドを高時間分解能で画像化する2010

    • 著者名/発表者名
      橋本優
    • 学会等名
      第36回日本生体エネルギー研究会,特定領域研究「革新的ナノバイオ」合同シンポジウム
    • 発表場所
      大阪大学・銀杏会館
    • 年月日
      2010-11-18
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] F1-ATPaseの構造変化とサブユニット間相互作用2010

    • 著者名/発表者名
      政池知子
    • 学会等名
      第36回日本生体エネルギー研究会,特定領域研究「革新的ナノバイオ」合同シンポジウム
    • 発表場所
      大阪大学・銀杏会館
    • 年月日
      2010-11-18
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 光学顕微鏡で解き明かす分子モーターの作動原理2010

    • 著者名/発表者名
      西坂崇之
    • 学会等名
      第36回日本生体エネルギー研究会,特定領域研究「革新的ナノバイオ」合同シンポジウム
    • 発表場所
      大阪大学・銀杏会館
    • 年月日
      2010-11-18
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] F_1-ATPaseの構造変化とサブユニット間相互作用2010

    • 著者名/発表者名
      政池知子
    • 学会等名
      第36回日本生体エネルギー研究会・特定領域研究「革新的ナノバイオ」合同シンポジウム
    • 発表場所
      大阪大学・銀杏会館
    • 年月日
      2010-10-21
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 日本生物物理学会50周年記念シンポジウム パネルディスカッション「生物物理の未来を語る」2010

    • 著者名/発表者名
      政池知子
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      東北大学・川内萩ホール(招待講演)
    • 年月日
      2010-09-22
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Imaging of rotary molecular motor F1-ATPase2010

    • 著者名/発表者名
      政池知子
    • 学会等名
      日本生物物理学会第48回年会
    • 発表場所
      東北大学川内キャンパス
    • 年月日
      2010-09-21
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] F1-ATPaseに結合した蛍光性ヌクレオチドを高時間分解能で画像化する2010

    • 著者名/発表者名
      橋本優
    • 学会等名
      日本生物物理学会第48回年会
    • 発表場所
      東北大学川内キャンパス
    • 年月日
      2010-09-21
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Tilting of theγsubunit and conformational changes of theα_3ss_3 in F1-ATPase2010

    • 著者名/発表者名
      須河光弘
    • 学会等名
      日本生物物理学会第48回年会
    • 発表場所
      東北大学川内キャンパス
    • 年月日
      2010-09-21
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Imaging of rotary molecular motor F_1-ATPase2010

    • 著者名/発表者名
      政池知子
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      東北大学・川内キャンパス(招待講演)
    • 年月日
      2010-09-21
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 外力による中心軸回転中のF1-ATPaseの触媒サブユニットの構造変化2010

    • 著者名/発表者名
      政池知子
    • 学会等名
      特定領域研究「膜超分子モーターの革新的ナノサイエンス」第5回班会議
    • 発表場所
      学習院大学・創立百周年記念会館
    • 年月日
      2010-06-24
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 外力による中心軸回転中のF_1-ATPaseの触媒サブユニットの構造変化2010

    • 著者名/発表者名
      政池知子
    • 学会等名
      特定領域研究「膜超分子モーターの革新的ナノサイエンス」第5回班会議
    • 発表場所
      学習院大学・創立百周年記念会館
    • 年月日
      2010-06-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] Single Molecule Enzymology : Methods and Protocols(Simultaneous observation of chemomechanical coupling of a molecular motor.Methods in Molecular Biology)2011

    • 著者名/発表者名
      Nishizaka T., et al.
    • 出版者
      Springer(in press)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] 酵素反応の1分子イメージング2010

    • 著者名/発表者名
      西坂崇之、政池知子
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書

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公開日: 2010-08-27   更新日: 2016-04-21  

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