多孔体界面におけるタンパク質結晶化

• 研究課題/領域番号: 23657104
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 松村 浩由 大阪大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (30324809)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2012年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2011年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 多孔体 / 界面 / たんぱく質 / 結晶化 / 蛋白質

研究概要

本研究では、多孔体界面を利用して、タンパク質の構造解析に必要な良質かつ高強度のタンパク質結晶を高確率で作製する技術を開発した。様々な多孔体素材を使って濃度や塗布量の最適化を行ったところ、アガロースゲルの塗布量 2 マイクロリットルにおいて良好な結果が得られた。またモデルタンパク質を用いた結晶化スクリーニングにおいて、本技術を用いると結晶化確率が上昇することを見出した。また、結晶化プレートの開発に取り組んだ。溶液攪拌法との組み合わせ技術、ならびにレーザー核発生法との組み合わせ技術を検討し、有効性を示すことができた。

研究成果

• [雑誌論文] 転写制御因子 Tup1-N 末端ドメインのX線結晶構造とその複合体形成メカニズム (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村太一、松村浩由、井上豪、日下菜花、田中直子、向由起夫
  • 雑誌名: 日本結晶学会誌 巻: 55 ページ: 110-115
  • NAID: 10031168499
• [雑誌論文] 転写制御因子Tup1-N末端ドメインのＸ線結晶構造とその複合体形成メカニズム (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村太一、松村浩由、井上豪、日下菜花、田中直子、向由起夫
  • 雑誌名: 日本結晶学会誌 巻: 55 ページ: 110-115
  • NAID: 10031168499
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of rice Rubisco and implications for activation induced by positive effectors NADPH and 6-phosphogluconate (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Matsumura, E. Mizohata, H. Ishida, A. Kogami, T. Ueno, A. Makino, T. Inoue, A. Yokota, T. Mae, and Y. Kai
  • 雑誌名: J. Mol. Biol 巻: 422(1) ページ: 75-86
• [雑誌論文] Crystal structure of the N-terminal domain of the yeast general corepressor Tup1p and its functional implications (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Matsumura, N. Kusaka, T. Nakamura, N. Tanaka, K. Sagegami, K. Uegaki, T. Inoue, and Y. Mukai
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 287(32) ページ: 26528-26538
• [雑誌論文] Crystal structure of the superfamily 1 virus helicase domain from tomato mosaic virus (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Nishikiori, S. Sugiyama, H. Xiang, M. Niiyama, K. Ishibashi, S. Nakamura, T. Inoue, M. Ishikawa, H. Matsumura, and E. Katoh
  • 雑誌名: J. Virol 巻: 86(14) ページ: 7565-7576
• [雑誌論文] Growth of protein crystals in hydrogels prevents osmotic shocks (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Sugiyama, M. Maruyama, G. Sazaki, M. Hirose, H. Adachi, K. Takano, S. Murakami, T. Inoue, Y. Mori, and H. Matsumura
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 134(13) ページ: 5786-5789
• [雑誌論文] Three-dimensional non-invasive, cross-sectional imaging of protein crystals (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Nishizawa, S. Ishida, M. Hirose, S. Sugiyama, T. Inoue, Y. Mori, K. Itoh, and H. Matsumura
  • 雑誌名: Biomed. Opt. Express 巻: 3(4) ページ: 735-740
• [雑誌論文] Spatially precise, soft microseeding of single protein crystals by femtosecond laser ablation (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Yoshikawa, Y. Hosokawa, R. Murai, G. Sazaki, T. Kitatani, H. Adachi, T. Inoue, H. Matsumura, K. Takano, S. Murakami, Y.Mori, and H. Masuhara
  • 雑誌名: Cryst. Growth Des 巻: 12(9) ページ: 4334-4339
• [雑誌論文] Effects of a forced solution flow on the step advancement on {110} faces of tetragonal lysozyme crystals: direct visualization of individual steps under a forced solution flow (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Maruyama, H. Kawahara, G. Sazaki, S. Maki, Y. Takahashi, H. Y. Yoshikawa, S. Sugiyama, H. Adachi, K. Takano, H. Matsumura, T. Inoue, S. Murakami, and Y. Mori
  • 雑誌名: Cryst. Growth Des 巻: 12(6) ページ: 2856-2863
• [雑誌論文] The in silico screening and X-ray structure analysis of the inhibitor complex of Plasmodium falciparum orotidine 5'-monophosphate decarboxylase (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Takashima, E. Mizohata, S. R. Krungkrai, Y. Fukunishi, T. Kinoshita, T. Sakata, H. Matsumura, J. Krungkrai, T. Horii, and T. Inoue
  • 雑誌名: J. Biochem 巻: 152(2) ページ: 133-138
  • NAID: 10031166122
• [雑誌論文] Human hematopoietic prostaglandin D synthase inhibitor complex structures (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kado, Y. Okano, N. Okazaki, K. Aritake, N. Uodome, H. Matsumura, Y. Urade, and T. Inoue
  • 雑誌名: J. Biochem 巻: 151(4) ページ: 447-455
  • NAID: 10031166083
• [雑誌論文] 固相ハイドロゲル中でのタンパク質結晶化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 杉山 成、松村浩由、丸山美帆子、佐崎 元、廣瀬未果、安達宏昭、高野和文、村上 聡、井上 豪、森 勇介
  • 雑誌名: 日本結晶学会誌 巻: 54 ページ: 300-303
  • NAID: 10031129966
• [雑誌論文] 一枚の写真 超高分解能光断層計測を活用し,タンパク質結晶の3次元・非破壊断層イメージングに成功 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西澤典彦、石田周太郎、松村浩由、廣瀬未果、杉山成、森勇介、井上豪、伊東一良
  • 雑誌名: O plus E、アドコム・メディア ページ: 575-576
• [雑誌論文] Crystal structure of rice Rubisco and implications for activation (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroyoshi Matsumura
  • 雑誌名: J. Mol. Biol., 巻: 422(1) 号: 1 ページ: 75-86
  • DOI: 10.1016/j.jmb.2012.05.014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of the N-terminal domain of the yeast general corepressor (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroyoshi Matsumura
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 287(32) 号: 32 ページ: 26528-26538
  • DOI: 10.1074/jbc.m112.369652
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of the superfamily 1 helicase from Tomato mosaic virus (2012)
  • 著者名/発表者名: Masaki Nishikiori
  • 雑誌名: J. Virol., 巻: 12(6) 号: 14 ページ: 2856-2863
  • DOI: 10.1128/jvi.00118-12
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth of protein crystals in hydrogels prevents osmotic shock (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Sugiyama
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc., 巻: 134(13) 号: 13 ページ: 5786-5789
  • DOI: 10.1021/ja301584y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensional, non-invasive, cross-sectional imaging of protein crystals using ultrahigh resolution optical coherence tomography (2012)
  • 著者名/発表者名: N.Nishizawa, S.Ishida, M.Hirose, S.Sugiyama, T.Inoue, Y.Mori, K.Itoh, H.Matsumura
  • 雑誌名: Biomedical Optics Express 巻: 3 号: 4 ページ: 735-740
  • DOI: 10.1364/boe.3.000735
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatially precise, soft microseeding of single protein crystalsby femtosecond laser ablation (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Yoshikawa
  • 雑誌名: Cryst. Growth Des., 巻: 12(9) 号: 9 ページ: 4334-4339
  • DOI: 10.1021/cg300018t
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of a forced solution flow on the step advancement on {110} faces of tetragonal lysozyme crystals : direct visualization of individual steps under a forced solution flow (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Maruyama, H.Kawahara, G.Sazaki, S.Maki, Y.Takahashi, H.Y.Yoshikawa, S.Sugiyama, H.Adachi, K.Takano, H.Matsumura, T.Inoue, S.Murakami, and Y.Mori
  • 雑誌名: Crystal Growth & Design 巻: Vol.12, Issue 6 号: 6 ページ: 2856-2863
  • DOI: 10.1021/cg300025b
  • 査読あり
• [雑誌論文] The in silico screening and X-ray structure analysis of the inhibitor complex of Plasmodium falciparum orotidine 5’-monophosphate decarboxylase (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Takashima, E. Mizohata, S. R. Krungkrai, Y. Fukunishi, T. Kinoshita, T. Sakata, H. Matsumura, J. Krungkrai, T. Horii, and T. Inoue
  • 雑誌名: J. Biochem. 巻: 152 ページ: 133-138
  • NAID: 10031166122
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human hematopoietic prostaglandin D synthase inhibitor complex structures (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuji Kado
  • 雑誌名: J. Biochem., 巻: 151(4) 号: 4 ページ: 447-455
  • DOI: 10.1093/jb/mvs024
  • 査読あり
• [雑誌論文] 固体ハイドロゲル中でのタンパク質結晶化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 杉山成、松村浩由、廣瀬未果、佐崎元、安達宏昭、高野和文、村上聡、丸山美帆子、井上豪、森勇介
  • 雑誌名: 日本結晶学会誌 巻: 54 ページ: 300-303
  • 査読あり
• [雑誌論文] 一枚の写真 超高分解能光断層計測を活用し，タンパク質結晶の３次元・非破壊断層イメージングに成功 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西澤典彦、石田周太郎、松村浩由、廣瀬未果、杉山成、森勇介、井上豪、伊東一良
  • 雑誌名: O plus E 巻: 34 ページ: 575-576
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure basis for the regulation of glyceraldehyde-3-phosphate dehydro genase activity via the intrinsically disordered protein CP12 (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Matsumura, A.Kai, T.Maeda, M.Tamoi, A.Satoh, H.Tamura, M.Hirose, T.Ogawa, N.Kizu, A.Wadano, T.Inoue, S.Shigeoka
  • 雑誌名: Structure 巻: 19 号: 12 ページ: 1846-1854
  • DOI: 10.1016/j.str.2011.08.016
  • 査読あり
• [雑誌論文] 天然変性タンパク質による光合成調節の新規分子メカニズム
  • 著者名/発表者名: 松村浩由、田茂井政宏、重岡成
  • 雑誌名: 化学と生物 巻: 50(11) ページ: 786-788
• [学会発表] 超高分解能光断層計測によるタンパク質結晶の無侵襲観察技術 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松村浩由、石田周太郎、廣瀬未果、杉山成、井上豪、森勇介、伊東一良、西澤典彦
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 東北大学,仙台
• [学会発表] カルビン回路酵素 RuBisCO とGAPDH の活性調節機構の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松村浩由、溝端栄一、木津奈都子、石田宏幸、田茂井政宏、前忠彦、横田明穂、甲斐泰、和田野晃、牧野周、重岡成、井上豪
  • 学会等名: 日本植物生理学会大会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] 超高分解能光断層計測によるタンパク質結晶の無侵襲観察技術 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松村浩由、石田周太郎、廣瀬未果、杉山成、井上豪、森勇介、伊東一良、西澤典彦
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] カルビン回路酵素RuBisCOとGAPDHの活性調節機構の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松村浩由、溝端栄一、木津奈都子、石田宏幸、田茂井政宏、前忠彦、横田明穂、甲斐泰、和田野晃、牧野周、重岡成、井上豪
  • 学会等名: 日本植物生理学会大会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] 超高分解能 OCT によるタンパク質結晶の三次元イメージング (2012)
  • 著者名/発表者名: 西澤典彦、石田周太郎、廣瀬未果、杉山成、井上豪、森勇介、伊東一良、松村浩由
  • 学会等名: 日本結晶学会年会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] ウイルススーパーファミリー1 ヘリカーゼ様ドメインの結晶構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 錦織雅樹、杉山成、相宏宇、新山真由美、石橋和大、石川雅之、松村浩由、加藤悦子
  • 学会等名: 日本蛋白質科学会大会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Non-invasive, three-dimensional, cross-sectional imaging of protein crystals grown in gel (2012)
  • 著者名/発表者名: Norihiko Nishizawa, Shutaro Ishida, Mika Hirose, Shigeru Sugiyama, Tsuyoshi Inoue, Yusuke Mori,Kazuyoshi Itoh, Hiroyoshi Matsumura
  • 学会等名: 日本蛋白質科学会大会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] 超高分解能OCTによるタンパク質結晶の三次元イメージング (2012)
  • 著者名/発表者名: 西澤典彦, 石田周太郎,廣瀬未果, 杉山成, 井上豪, 森勇介, 伊東一良, 松村浩由
  • 学会等名: 日本結晶学会年会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] ウイルススーパーファミリー1ヘリカーゼ様ドメインの結晶構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 錦織雅樹、杉山成、相宏宇、新山真由美、石橋和大、石川雅之、松村浩由、加藤悦子
  • 学会等名: 日本蛋白質科学会大会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Structural basis for the sequential assembly of photosynthetic multienzyme complex (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroyoshi Matsumura, Akihiro Kai, Takayuki Maeda, Masahiro Tamoi, Mika Hirose, Natsuko Kizu, Akira Wadano, Tsuyoshi Inoue, Shigeru Shigeoka
  • 学会等名: XX11 Congress and General Assembly, International Union of Crystallography(招待講演)
  • 発表場所: Madrid
• [学会発表] 医薬品開発に貢献するタンパク質結晶化技術の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松村浩由
  • 学会等名: 平成２３年度 ＪＳＴイノベーションプラザ大阪 成果報告会(招待講演)
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] Protein crystallization in semi-solid agarose gel for the development of medicines (2011)
  • 著者名/発表者名: 松村浩由
  • 学会等名: BioJapan2010，化学素材研究開発振興財団記念基金グラント研究奨励金発表会(招待講演)
  • 発表場所: 横浜
• [産業財産権] METHOD FOR OBSERVING PROTEIN CRYSTAL (2012)
  • 発明者名: 西澤典彦、松村浩由、他9名
  • 権利者名: 西澤典彦、松村浩由、他9名
  • 出願年月日: 2012-11-22
  • 外国
• [産業財産権] METHOD FOR OBSERVING PROTEIN CRYSTAL (2012)
  • 発明者名: 西澤典彦、松村浩由、他９名
  • 権利者名: 西澤典彦、松村浩由、他９名
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2012-11-22
  • 外国