物理化学に基づく球状蛋白質の動態解析

• 研究課題/領域番号: 24570181
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 槇 亙介 名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (30361570)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2012年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: フォールディング / 蛋白質 / 構造形成

研究成果の概要

本研究の目標は、蛋白質のフォールディングエネルギー地形を、実験の立場から定量的に記述し、蛋白質が天然状態へたどり着く機構を理解することである。スタフィロコッカル・ヌクレアーゼについて、蛍光共鳴エネルギー移動と超高速混合法とを組み合わせ、反応初期に非一様な構造形成が起こることを見いだした。これは初期中間体形成が特異的な相互作用に起因することを示唆する。アポミオグロビンについて、フォールディング反応初期に蓄積する中間体が平衡条件下において蓄積する中間体と同じ速度過程で形成することを見いだした。この結果は、これらの中間体が同一の分子種であることを示唆する。

研究成果

• [雑誌論文] Evidence for a Shared Mechanism in the Formation of Urea-Induced Kinetic and Equilibrium Intermediates of Horse Apomyoglobin from Ultrarapid Mixing Experiments. (2015)
  • 著者名/発表者名: Mizukami T, Abe Y, Maki K
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 10 号: 8 ページ: e0134238-e0134238
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0134238
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Nonuniform chain collapse during early stages of staphylococcal nuclease folding detected by fluorescence resonance energy transfer and ultrarapid mixing methods. (2013)
  • 著者名/発表者名: Mizukami, T., Xu, M., Cheng, H., Roder, H., Maki K.
  • 雑誌名: Protein Science 巻: 22 号: 10 ページ: 1336-1348
  • DOI: 10.1002/pro.2320
  • 査読あり
• [学会発表] FRETと高速溶液混合法によるSNaseの凝縮過程の速度論的研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: Mizukami, T., Xu, M., Cheng, H., Roder, H., Maki, K.
  • 学会等名: 第52回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] 変異体解析を用いた緑色蛍光蛋白質の安定化機構におけるヒスチジン残基の役割に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: Andou, T., Maki, K.
  • 学会等名: 第52回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] ウマアポミオグロビンのpH 4中間体と塩による中間体の速度論的性質 (2014)
  • 著者名/発表者名: Abe, Y., Mizukami, T. Maki, K.
  • 学会等名: 第52回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] ストップト・フロー装置を用いた速度論的研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 槇亙介
  • 学会等名: 第14回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: ワークピア横浜/横浜産貿ホールマリネリア
  • 年月日: 2014-06-25 – 2014-06-27
  • 招待講演
• [学会発表] 高速溶液混合法を用いたアポミオグロビンの中間体の研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 阿部有紀子, 水上琢也, 槇亙介
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス
• [学会発表] 変異体解析を用いた緑色蛍光蛋白質の安定性におけるヒスチジン残基の役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安藤太一，槇亙介
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス
• [学会発表] 核磁気共鳴法と分子動力学シミュレーションによるスタフィロコッカル・ヌクレアーゼの水素結合形成の研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 寺内駿, 神庭圭佑, 森義治, 榮慶丈, 中村敬, 岡本祐幸, 桑島邦博, 槇亙介
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス
• [学会発表] Folding of salt-induced intermediate of apomyoglobin using ultrarapid mixing methods. (2013)
  • 著者名/発表者名: Abe, Y., Mizukami, T., Maki, K.
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 京都国際会議場
• [学会発表] The role of histidine residues in folding mechanism of green fluorescent protein studied by mutagenesis approach. (2013)
  • 著者名/発表者名: Andou, T., Maki, K.
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 京都国際会議場
• [学会発表] The Stability and Folding/Unfolding of Staphylococcal Nuclease at the Residue Level. (2013)
  • 著者名/発表者名: Terauchi, S., Kamba, K., Mori, Y., Sakae, Y., Nakamura, T., Okamoto, Y., Kuwajima, K., Maki, K.
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 京都国際会議場
• [学会発表] Heterogeneous intermolecular chain collapse in the early stages of staphylococcal nuclease folding monitored by fluorescence resonance energy (2013)
  • 著者名/発表者名: Takuya Mizukami, Ming Xu, Heinrich Roder, Kosuke Maki
  • 学会等名: IGER Annual Meeting 2012
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] 変異体解析と計算機シミュレーションを用いたスタフィロコッカル・ヌクレアーゼ の構造の研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 市川 達人, 森 義治, 榮 慶丈, 岡本 祐幸, 槇 亙介
  • 学会等名: 2012年度生物物理学会中部支部講演会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] スタフィロコッカル・ヌクレアーゼの残基ごとの安定性とフォールディング/アンフ ォールディングの研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 寺内駿, 神庭圭佑, 森義治, 榮慶丈, 中村敬, 岡本祐幸, 桑島邦博, 槇亙介
  • 学会等名: 2012年度生物物理学会中部支部講演会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] 核磁気共鳴法とレプリカ交換分子動力学シミュレーションによるスタフィロコッカル・ヌクレアーゼの安定性とフォールディング/アンフォールディングの研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 寺内駿, 神庭圭佑, 森義治, 榮慶丈, 中村敬, 岡本祐幸, 桑島邦博, 槇亙介
  • 学会等名: 第68回日本物理学会年次大会
  • 発表場所: 広島大学
• [学会発表] Stability and Folding/unfolding of staphylococcal nculease at residue level. (2012)
  • 著者名/発表者名: 槇亙介
  • 学会等名: Indo-Japan Workshop in Recent Advances in Spectroscopy and Microscopy: Fundamentals and Applications to Materials and Biology
  • 発表場所: Hyderabad, India
  • 招待講演
• [学会発表] Folding mechanisms of apomyoglobin: a classical model protein of protein folding studies. (2012)
  • 著者名/発表者名: 槇亙介
  • 学会等名: 第12回日本蛋白質科学会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 招待講演
• [学会発表] Folding of staphylococcal nuclease, a classical model protein. (2012)
  • 著者名/発表者名: 槇亙介
  • 学会等名: IGER symposium on Science of Molecular Assembly and Biomolecular Systems 2012
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 招待講演
• [学会発表] 蛍光共鳴エネルギー移動を用いたスタフィロコッカル・ヌクレアーゼのフォールディングに伴う分子内凝縮過程の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 水上琢也, Heinrich Roder, 槇亙介
  • 学会等名: 第12回日本蛋白質科学会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
• [学会発表] Intramolecular collapse during the folding of staphylococcal nuclease monitored by fluorescence resonance energy transfer (2012)
  • 著者名/発表者名: Takuya Mizukami, Heinrich Roder, Kosuke Maki
  • 学会等名: 26th Annual Symposium of the Protein Society
  • 発表場所: San Diego, USA
• [学会発表] Heterogeneous intramolecular chain collapse in the early stages of staphylococcal nuclease folding monitored by fluorescence resonance energy transfer and ultrarapid mixing (2012)
  • 著者名/発表者名: Takuya Mizukami, Ming Xu, Heinrich Roder, Kosuke Maki
  • 学会等名: 第50回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] Structural properties of staphylococcal nuclease probed by Föster Resonance Energy Transfer (2012)
  • 著者名/発表者名: Tatsuhito Ichikawa, Yoshiharu Mori, Yoshitake Sakae, Yuko Okamoto、 Kosuke Maki
  • 学会等名: IGER symposium on Science of Molecular Assembly and Biomolecular Systems 2012
  • 発表場所: 名古屋大学