巨大モーター蛋白質ダイニンのＸ線結晶構造解析による作動機構の解明

• 研究課題/領域番号: 23370073
• 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: 法政大学 (2013); 大阪大学 (2011-2012)
• 研究代表者: 昆 隆英 法政大学, 生命科学部, 教授 (30332620)
• 連携研究者: 栗栖 源嗣 大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (90294131)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 19,760千円 (直接経費: 15,200千円、間接経費: 4,560千円); 2013年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円); 2012年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円); 2011年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
• キーワード: 構造生物学 / モータータンパク質 / X線結晶構造解析 / ナノマシン / 酵素反応 / 分子モーター / 生物物理 / ナノバイオ / 蛋白質

研究概要

ダイニンは，多種多様な細胞運動のエンジンとしてはたらく巨大モータータンパク質複合体である．しかし，このエンジン自身がどのような仕組みで動いているのかという根本的な問いについては，半世紀近い研究にもかかわらず，多くの未解明問題が残されている．研究代表者らは，ダイニンモータードメインの2.8Å分解能でのX線結晶構造解析を達成し，長年待ち望まれてきたダイニン中核領域の原子構造を明らかにすることに成功した．得られた結晶構造は，今後のダイニンメカニズム研究における重要基盤となるだろう．

研究成果

• [雑誌論文] Functions and mechanics of dynein motor proteins (2013)
  • 著者名/発表者名: Roberts, A.J., Kon, T., Knight, P.J., Sutoh, K., Burgess, S.A
  • 雑誌名: Nature Rev. Mol. Cell Biol 巻: 14 ページ: 713-726
  • 査読あり
• [雑誌論文] 細胞中心方向輸送エンジン : 細胞質ダイニンの構造と運動メカニズム (2013)
  • 著者名/発表者名: 昆隆英, 栗栖源嗣
  • 雑誌名: 生化学 巻: 85(4) ページ: 272-275
• [雑誌論文] Functions and mechanics of dynein motor proteins (2013)
  • 著者名/発表者名: Roberts, A.J., Kon, T., Knight, P.J., Sutoh, K., Burgess, S.A.
  • 雑誌名: Nature Rev. Mol. Cell Biol. 巻: 14 号: 11 ページ: 713-726
  • DOI: 10.1038/nrm3667
  • 査読あり
• [雑誌論文] 細胞中心方向輸送エンジン：細胞質ダイニンの構造と運動メカニズム (2013)
  • 著者名/発表者名: 昆 隆英, 栗栖源嗣
  • 雑誌名: 生化学 巻: 85 ページ: 272-275
• [雑誌論文] The 2.8 Å crystal structure of the dynein motor domain (2012)
  • 著者名/発表者名: Kon, T., Oyama, T., Shimo-Kon, R., Imamula, K., Shima, T., Sutoh, K., Kurisu, G
  • 雑誌名: Nature 巻: 484 ページ: 345-350
  • 査読あり
• [雑誌論文] ATP-Driven Remodeling of the Linker Domain in the Dynein Motor (2012)
  • 著者名/発表者名: Roberts, A.J., Malkova, B., Walker, M.L., Sakakibara, H., Numata, N., Kon, T., Ohkura, R., Edwards, T.A., Knight, P.J., Sutoh, K., Oiwa, K., Burgess, S.A
  • 雑誌名: Structure 巻: 20 ページ: 1670-1680
  • 査読あり
• [雑誌論文] The 2.8 Å crystal structure of the dynein motor domain (2012)
  • 著者名/発表者名: Kon T, Oyama T, Shimo-Kon R, Imamula K, Shima T, Sutoh K, Kurisu G
  • 雑誌名: Nature 巻: (印刷中) 号: 7394 ページ: 345-350
  • DOI: 10.1038/nature10955
  • 査読あり
• [雑誌論文] X-ray structure of a functional full-length dynein motor domain (2011)
  • 著者名/発表者名: Kon, T., Sutoh, K., Kurisu, G
  • 雑誌名: Nature Struct Mol Biol 巻: 18(6) ページ: 638-642
  • 査読あり
• [雑誌論文] 細胞質ダイニンの構造と機能のモジュール性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 島知弘, 須藤和夫, 昆隆英
  • 雑誌名: 生物物理 巻: 51(3) ページ: 118-123
  • NAID: 10029139922
• [雑誌論文] X-ray structure of a functional full-length dynein motor domain (2011)
  • 著者名/発表者名: Kon, T., Sutoh, K., Kurisu, G.
  • 雑誌名: Nature Struct.Mol.Biol 巻: 18 号: 6 ページ: 638-642
  • DOI: 10.1038/nsmb.2074
  • 査読あり
• [学会発表] Structural and functional analysis of dynein motors (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahide Kon
  • 学会等名: International work shop Dynein2013
  • 発表場所: KOBE FASHION MUSEUM, Hyogo, Japan
  • 年月日: 2013-11-01
  • 招待講演
• [学会発表] Structural and functional analysis of dynein motors (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahide Kon
  • 学会等名: Alpbach Workshop on Molecular Motors 2013
  • 発表場所: Congress Centrum Alpbach, Tyrol, Austria
  • 招待講演
• [学会発表] Structural basis of dynein motility (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahide Kon
  • 学会等名: 第50回日本生物物理学年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2012-09-22
• [学会発表] 結晶化後処理等による分解能向上例-12Åから2.8Åへ, 巨大分子モーターの場合 (2012)
  • 著者名/発表者名: 昆隆英
  • 学会等名: 蛋白研セミナー「高難度結晶の分解能向上に秘策はあるか?」
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2012-09-21
• [学会発表] The 2.8-Å crystal structure of the dynein motor domain (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahide Kon, Takuji Oyama, Rieko Shimo-Kon, Kazuo Sutoh, Genji Kurisu
  • 学会等名: 第12回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2012-06-20
• [学会発表] 結晶構造から見えてきたダイニンの力発生機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 昆隆英
  • 学会等名: 第2回分子モーター討論会
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス
  • 年月日: 2012-06-07
• [学会発表] Structural and functional analysis of dynein motors (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahide Kon
  • 学会等名: 6th International Conference on Structural Analysis of Supramo lecular Assemblies by Hybrid Methods
  • 発表場所: Granlibakken Conference Center Lodge, Lake Tahoe, CA, USA(招待講演)
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] ダイニンモータードメインの2.8Å結晶構造 (2012)
  • 著者名/発表者名: 昆隆英, 大山拓次, 下-昆理恵子, 須藤和夫, 栗栖源嗣
  • 学会等名: 生体運動研究合同班会議
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2012-01-07
• [学会発表] ダイニンモータードメインの2.8Å結晶構造 (2012)
  • 著者名/発表者名: 昆隆英
  • 学会等名: 生体運動研究合同班会議
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2012-01-07
• [学会発表] Structural and functional analysis of dynein motors (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahide Kon
  • 学会等名: UK-Japan Symposium for Mechanochemical Cell Biology
  • 発表場所: Scarman House, University of Warwick, Coventry, UK
  • 招待講演
• [学会発表] Structural and functional analysis of dynein motors (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahide Kon
  • 学会等名: 6th International Conference on Structural Analysis of Supramolecular Assemblies by Hybrid Methods
  • 発表場所: Granlibakken Conference Center Lodge, Lake Tahoe, CA, USA
  • 招待講演
• [学会発表] The 2.8-Å crystal structure of the dynein motor domain (2011)
  • 著者名/発表者名: Takahide Kon, Takuji Oyama, Rieko Shimo-Kon, Kazuo Sutoh, Genji Kurisu
  • 学会等名: The American Society for Cell Biology 51th Annual Meeting
  • 発表場所: Colorado Convention Center, Denver, CO, USA
  • 年月日: 2011-12-05
• [学会発表] The 2.8-A crystal structure of the dynein motor domain (2011)
  • 著者名/発表者名: Takahide Kon
  • 学会等名: The American Society for Cell Biology 51th Annual Meeting
  • 発表場所: Colorado Convention Center, Denver, CO.USA
  • 年月日: 2011-12-05
• [学会発表] ダイニンモータードメインの結晶構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 昆隆英
  • 学会等名: 第6回鞭毛・ダイニン機能研究会
  • 発表場所: 東京大学理学部2号館
  • 年月日: 2011-10-01
• [学会発表] ダイニンモータードメインの結晶構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 昆隆英
  • 学会等名: 第6回鞭毛・ダイニン機能研究会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2011-10-01
• [学会発表] Crystal Structure of the Dynein Motor Domain at 5 A Resolution (2011)
  • 著者名/発表者名: Takahide Kon
  • 学会等名: 第49回日本生物物理学年会
  • 発表場所: 兵庫県立大書写キャンパス
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] Crystal Structure of the Dynein Motor Domain at 5 A Resolution (2011)
  • 著者名/発表者名: Takahide Kon
  • 学会等名: Gordon Research Conference-Muscle & Motors
  • 発表場所: Colby-Sawyer College, New London, NH, USA(招待講演)
  • 年月日: 2011-06-11
• [学会発表] Crystal Structure of the Dynein Motor Domain at 5 A Resolution (2011)
  • 著者名/発表者名: Takahide Kon
  • 学会等名: Gordon Research Conference-Muscle & Motors
  • 発表場所: Colby-Sawyer College, New London, NH, USA
  • 招待講演
• [学会発表] Structural and functional analysis of dynein motors
  • 著者名/発表者名: Takahide Kon
  • 学会等名: International workshop Dynein2013
  • 発表場所: KOBE FASHION MUSEUM
  • 招待講演
• [学会発表] Structural and functional analysis of dynein motors
  • 著者名/発表者名: Takahide Kon
  • 学会等名: Alpbach Workshop on Molecular Motors 2013
  • 発表場所: Congress Centrum Alpbach, A-6236 Alpbach 246 Tyrol, Austria
  • 招待講演
• [学会発表] 結晶化後処理等による分解能向上例－12Åから2.8Åへ，巨大分子モーターの場合
  • 著者名/発表者名: 昆 隆英
  • 学会等名: 蛋白研セミナー「高難度結晶の分解能向上に秘策はあるか？」
  • 発表場所: 大阪大学
• [学会発表] Structural and functional analysis of dynein motors
  • 著者名/発表者名: Takahide Kon
  • 学会等名: UK-Japan Symposium for Mechanochemical Cell Biology
  • 発表場所: Scarman House, University of Warwick, Gibbet Hill Road, Coventry, CV4 7AL, UK.
  • 招待講演
• [学会発表] The 2.8Å; crystal structure of the dynein motor domain
  • 著者名/発表者名: 昆 隆英
  • 学会等名: 第12回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
• [学会発表] 結晶構造から見えてきたダイニンの力発生機構
  • 著者名/発表者名: 昆 隆英
  • 学会等名: 第2回分子モーター討論会
  • 発表場所: 東京大学
  • 招待講演
• [図書] Dynein | Cytoplasmic Dynein : its ATPase Cycle and ATPase-dependent Structural Changes. Comprehensive Biophysics, 1st Edition (Editor in Chief: Edward Egelman) (2012)
  • 著者名/発表者名: Kon, T., Shima, T., Sutoh, K
  • 出版者: Elsevier
• [備考] Crystal structure of the dynein motor domain
  • URL: http://www.protein.osaka-u.ac.jp/jpn/achievement/papers/the-28-a-crystal-structure-of.php
• [備考] 生体内の運び屋分子『ダイニン』の原子構造を解明
  • URL: http://www.spring8.or.jp/ja/news_publications/press_release/2012/120308
• [備考]
  • URL: http://www.protein.osaka-u.ac.jp/jpn/achievement/papers/post-3.php
• [備考]
  • URL: http://www.spring8.or.jp/ja/news_publications/press_release/2011/110523