結晶非接触操作を可能にする結晶化促進剤充填ゲルカプセル内タンパク質結晶化法の確立

• 研究課題/領域番号: 25650026
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 構造生物化学
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 菅原 道泰 国立研究開発法人理化学研究所, 放射光科学総合研究センター, 特別研究員 (00415192)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 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)
• キーワード: タンパク質結晶化 / ゲル / ゼオライト / 金属有機構造体 / ゲルカプセル

研究成果の概要

本研究では，タンパク質X線結晶構造解析において結晶非接触での操作を可能にするゲルカプセル内でのタンパク質結晶化技術を開発した．得られる結晶はゲルで保護されているため，結晶をマウントツールで拾い上げる際に物理的損傷を与えることなく，さらに結晶の抗凍結処理，重原子化，リガンドソーク等においては浸透圧による結晶の損傷を大幅に低減できる．本手法によりゲルカプセル内での10種のタンパク質の結晶化に成功した．それら結晶含有ゲルカプセルをそのまま用いて，100 Kの温度環境下での低mosaicityの回折データ収集，さらに，タンパク質結晶の白金重原子ソークに成功した．

研究成果

• [雑誌論文] Oil-free hyaluronic acid matrix for serial femtosecond crystallography (2016)
  • 著者名/発表者名: Michihiro Sugahara, Changyong Song, Mamoru Suzuki, Tetsuya Masuda, Shigeyuki Inoue, Takanori Nakane, Fumiaki Yumoto, Eriko Nango, Rie Tanaka, Kensuke Tono, Yasumasa Joti, Takashi Kameshima, Takaki Hatsui, Makina Yabashi, Osamu Nureki, Keiji Numata & So Iwata
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 号: 1 ページ: 24484-24484
  • DOI: 10.1038/srep24484
  • NAID: 120005749903
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Native sulfur/chlorine SAD phasing for serial femtosecond crystallography. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakane T, Song C, Suzuki M, Nango E, Kobayashi J, Masuda T, Inoue S, Mizohata E, Nakatsu T, Tanaka T, Tanaka R, Shimamura T, Tono K, Joti Y, Kameshima T, Hatsui T, Yabashi M, Nureki O, Iwata S, Sugahara M.
  • 雑誌名: Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. 巻: 71 号: 12 ページ: 2519-25
  • DOI: 10.1107/s139900471501857x
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A technique for high-throughput protein crystallization in ionically cross-linked polysaccharide gel beads for X-ray diffraction experiments (2014)
  • 著者名/発表者名: Michihiro Sugahara
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 9 号: 4 ページ: e95017-e95017
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0095017
  • 査読あり
• [学会発表] シリアルフェムト秒結晶構造解析のための汎用的タンパク質キャリヤ「グリースマトリックス」 (2015)
  • 著者名/発表者名: 菅原道泰
  • 学会等名: 第15回蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 徳島あわぎんホール
  • 年月日: 2015-06-24
• [学会発表] 結晶化促進物質を利用したタンパク質結晶化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 菅原道泰，国島直樹
  • 学会等名: 平成26年度 日本結晶学会 年会
  • 発表場所: 東京大学農学部
  • 年月日: 2014-11-01 – 2014-11-03
• [学会発表] 自動ゲルビーズ内タンパク質結晶化スクリーニング (2014)
  • 著者名/発表者名: 菅原道泰，国島直樹
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都国際会議場
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [学会発表] 多糖ゲルビーズ内タンパク質結晶からのX線回折データ収集 (2014)
  • 著者名/発表者名: 菅原道泰，国島直樹
  • 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
• [学会発表] 多糖ゲルカプセル内でのタンパク質結晶化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 菅原道泰，国島直樹
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] 結晶非接触操作を可能にするゲルカプセル内でのタンパク質結晶化法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 菅原道泰，国島直樹
  • 学会等名: 平成25年度 日本結晶学会 年会
  • 発表場所: 熊本大学 黒髪キャンパス
• [図書] 「タンパク質結晶の最前線」【第V編 総合編】タンパク質結晶の設計を目指した要素技術開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 菅原道泰，国島直樹
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: シーエムシー出版