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アクチン線維を機能させる蛋白質相互作用

研究課題

研究課題/領域番号 26251017
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物物理学
研究機関名古屋大学

研究代表者

前田 雄一郎  名古屋大学, 理学研究科, 特任教授 (10321811)

研究分担者 成田 哲博  名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (30360613)
連携研究者 武田 修一  名古屋大学, 理学研究科, 研究員 (50509081)
松本 友治  名古屋大学, 理学研究科, 研究員 (30392880)
菊本 真人  名古屋大学, 理学研究科, 研究員 (20462880)
前田 佳代  名古屋大学, 理学研究科, 研究員 (00321810)
小池 亮太郎  名古屋大学, 情報科学研究科, 助教 (20381577)
太田 元規  名古屋大学, 情報科学研究科, 助教 (40290895)
研究期間 (年度) 2014-06-27 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
40,820千円 (直接経費: 31,400千円、間接経費: 9,420千円)
2016年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
2015年度: 15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円)
2014年度: 17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
キーワード細胞運動 / 細胞骨格 / アクチン・トレッドミリング / 筋収縮の調節 / X線結晶構造解析 / クライオ電子顕微鏡法 / アクチン / 筋肉細い線維 / ATP加水分解 / 重合・脱重合 / X線結晶構造解析 / 電子顕微鏡単粒子解析 / 蛋白質複合体構造 / 電子顕微鏡 / X線蛋白質結晶学 / アクチン重合体 / アクチン細胞骨格 / 蛋白質複合体 / 構造解析 / 蛋白質相互作用 / 蛋白質構造動態
研究成果の概要

細胞運動はアクチンの重合・脱重合による循環的分子運動によって担われる。2009年に私たちは、アクチンは重合に伴ってG型からF型に形状を変化することを発見した。本研究においてF型アクチンの構造を原子レベルの分解能で解明することに初めて成功した。この構造に基づき、(1) アクチンがF型になって初めてATP加水分解能を開始するメカニズム、(2) 加水分解後の燐酸放出が遅い理由、(3) さらにATPないしはADP-Pi結合F型アクチンに比してADP結合F型アクチンが不安定である理由を解明した。これによりアクチンのATP加水分解反応と重合・脱重合過程との関係についての研究を全く新しいレベルに押し上げた。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 2件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (34件) (うち国際学会 17件、 招待講演 7件)

  • [雑誌論文] Direct observation of the actin filament by tip-scan atomic force microscopy.2016

    • 著者名/発表者名
      Narita A, Usukura E, Yagi A, Tateyama K, Akizuki S, Kikumoto M, Matsumoto T, Maeda Y, Ito S, Usukura J.
    • 雑誌名

      Microscopy

      巻: 65 号: 4 ページ: 370-377

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfw017

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Comprehensive analysis of motions in molecular dynamics trajectories of the actin capping protein and its inhibitor complexes2016

    • 著者名/発表者名
      Koike, R., Takeda, S., Maeda, Y., Ota, M.
    • 雑誌名

      Proteins

      巻: 未定 号: 7 ページ: 948-956

    • DOI

      10.1002/prot.25043

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Unroofing Method to Observe the Cytoskeleton Directly at Molecular Resolution Using Atomic Force Microscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Usukura E., Narita A., Yagi A., Ito S., Usukura J.:
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 6 号: 1 ページ: 27472-27472

    • DOI

      10.1038/srep27472

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A new approach for the direct visualization of the membrane cytoskeleton in cryo-electron microscopy: a comparative study with freeze-etching electron microscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Makihara M., Watanabe T., Usukura E., Kaibuchi K., Narita A., Tanaka N., Usukura J.
    • 雑誌名

      Microscopy

      巻: 65 号: 6 ページ: 488-496

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfw037

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structural complexity of filaments formed from the actin and tubulin folds2016

    • 著者名/発表者名
      Jiang S., Ghoshdastider U., Narita A., Popp D., Robinson RC.
    • 雑誌名

      Commun Integr Biol.,

      巻: 9 号: 6 ページ: e1242538-e1242538

    • DOI

      10.1080/19420889.2016.1242538

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nuclear magnetic resonance evidence for the dimer formation of beta amyloid peptide 1-42 in 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol.2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Shigemitsu, Naoko Iwaya, Natsuko Goda, Mizuki Matsuzaki, Takeshi Tenno, Akihiro Narita, Minako Hoshi, Hidekazu Hiroaki
    • 雑誌名

      Analytical Biochemistry

      巻: 498 ページ: 59-67

    • DOI

      10.1016/j.ab.2015.12.021

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel actin filaments from Bacillus thuringiensis form nanotubules for plasmid DNA segregation.2016

    • 著者名/発表者名
      #Shimin Jiang, #Akihiro Narita, #David Popp, #Umesh Ghoshdastider, Lin Jie Lee, Ramanujam Srinivasan, Mohan K. Balasubramanian, Toshiro Oda, Fujiet Koh, Marten Larsson, Robert C. Robinson,
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci U S A.

      巻: 113 号: 9 ページ: 1200-1205

    • DOI

      10.1073/pnas.1600129113

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dynactin 3D structure: implications for assembly and dynein binding2014

    • 著者名/発表者名
      Imai H, Narita A, Maéda Y, Schroer TA
    • 雑誌名

      J Mol Biol

      巻: 23;426(19) 号: 19 ページ: 3262-71

    • DOI

      10.1016/j.jmb.2014.07.010

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] F型アクチンの結晶構造2017

    • 著者名/発表者名
      武田修一、成田哲博、小田俊郎、田中康太郎、渡邉信久、前田雄一郎
    • 学会等名
      日本生物物理学会中部支部講演会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2017-03-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] クライオ電子顕微鏡法によるアクチン・コフィリン線維の構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      田中康太郎、光岡薫、前田雄一郎、成田哲博
    • 学会等名
      日本生物物理学会中部支部講演会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2017-03-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] F型アクチンの結晶構造2017

    • 著者名/発表者名
      武田修一、成田哲博、小田俊郎、田中康太郎、渡邉信久、前田雄一郎
    • 学会等名
      名古屋大学シンクロトロン光研究センターシンポジウム
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2017-03-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] F型アクチンの結晶構造とアクチン集合メカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      武田修一、前田雄一郎
    • 学会等名
      F型アクチンの結晶構造とアクチン集合メカニズム
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2017-01-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] アクチン重合体の結晶構造:アクチン重合のメカニズム2016

    • 著者名/発表者名
      武田修一、前田雄一郎
    • 学会等名
      筋生理の集い
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-12-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Crystal structure of the "F-form" actin in complex with fragmin" IGER International Symposium on " Now in actin study: Motor protein research researching a new stage2016

    • 著者名/発表者名
      Takeda S., Narita A., Oda T., Tanaka K., Watanabe N., Maeda Y
    • 学会等名
      IGER International Symposium on " Now in actin study: Motor protein research researching a new stage"
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2016-12-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] “Mg-Polymer”再考 Revisiting "Mg-Polymer"2016

    • 著者名/発表者名
      Kikumoto M., Takeda S., Matsumoto T., Maeda Y
    • 学会等名
      第54回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2016-11-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Crystal structure of fragmin/actin complex demonstrates a high resolution "F-form" actin structure2016

    • 著者名/発表者名
      Takeda S. Maeda Y
    • 学会等名
      The 42nd Naito Conference In the Vanguard of Structural Biology: Revolutionizing Life Sciences 生命科学に革命をもたらす最先端構造生物学
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2016-10-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Crystal structure of actin 4-mer in complex with 2x fragmin and the mechanism of actin filament assembly2016

    • 著者名/発表者名
      Takeda S, Narita A, Oda T, Tanaka K, Maeda Y
    • 学会等名
      Gordon Research Conference, Muscle and Molecular Motors
    • 発表場所
      Mt. Snow, VM, USA
    • 年月日
      2016-07-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] High resolution spatial structure of actin cytoskeleton revealed by freeze-etching electron microscopy and atmic force microscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Usukura J., Usukura E., Yagi A., Ito S., Narita A.
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第72回学術講演会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2016-06-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] tructural analysis of the cytoskeleton by a tip-scan AFM, BIXAM チップスキャンAFM、BIXAM による膜細胞骨格構造解析2016

    • 著者名/発表者名
      Narita A.,Usukura E.,Yagi A., Tateyama K., Akizuki S., Kikumoto M., Matsumoto T., Maeda Y., Ito S., Usukura J.
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第72回学術講演会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2016-06-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Structural analysis of the cytoskeleton by a tip-scan AFM, BIXAM2016

    • 著者名/発表者名
      Narita A.,Usukura E.,Yagi A., Tateyama K., Akizuki S., Kikumoto M., Matsumoto T., Maeda Y., Ito S., Usukura J.
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第72回学術講演会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2016-06-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Crystal structure of actin 4-mer in complex with 2fragmin molecules.2016

    • 著者名/発表者名
      Takeda S, Maeda Y.
    • 学会等名
      Alpbach Workshop "Myosin and Muscle and other motors"
    • 発表場所
      Alpbach, Tirol, Austria
    • 年月日
      2016-03-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Structural analysis from a small number of images by STEM and AFM2016

    • 著者名/発表者名
      Narita A.
    • 学会等名
      Institute for Protein Research (IPR) International Seminar Introduction and overview of cryo-electron microscopy
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2016-02-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Elucidation of structural change in actin filament invoked by cofilin.2015

    • 著者名/発表者名
      Tanaka K
    • 学会等名
      WPI -Next International Workshop "High Resolution Cell Biology"
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-10-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structural analysis of bindinf state of formin/mDia1 to actin filament by electron microscopy2015

    • 著者名/発表者名
      Matsuzaki M, Narita A
    • 学会等名
      第53回日本生物物理学会
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 電子顕微鏡によるフォルミンmDia1 のアクチン線維端結合構造の解明に向けた条件検討2015

    • 著者名/発表者名
      松崎瑞季、成田哲博
    • 学会等名
      日本生物物理学会中部支部講演会
    • 発表場所
      岡崎
    • 年月日
      2015-03-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Novel preparation of FH2/actin complex for structure analysis by EM."New Movements of Electron Microscopy for the Next Generation2015

    • 著者名/発表者名
      Matsuzaki M., Narita A
    • 学会等名
      Nagoya 2015国際シンポジウム“次世代電子顕微鏡のいぶき”
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-03-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] BIOCHEMICAL ASSAYS OF INTACT FORMINS2015

    • 著者名/発表者名
      Matsuzaki M., Narita A.
    • 学会等名
      Biophysical Society 59th Annual Meeting
    • 発表場所
      USA
    • 年月日
      2015-02-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 重合・脱重合によって駆動する分子モーター、アクチンフィラメントと、その電子顕微鏡による解析2015

    • 著者名/発表者名
      成田哲博
    • 学会等名
      神戸大学先端融合科学シンポジウム「生体分子のダイナミクスを眺める」
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-01-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structural analysis of the actin filament in vitro and in vivo2015

    • 著者名/発表者名
      Narita A.
    • 学会等名
      国際シンポジウム 先端的電子顕微鏡技術による生物研究の最前線
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-01-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Conditions for structure analysis of binding states of FH2 of formin/mDia1 to the actin filament by electron microscopy2015

    • 著者名/発表者名
      Matsuzaki M., Narita A.
    • 学会等名
      国際シンポジウム 先端的電子顕微鏡技術による生物研究の最前線
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-01-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アクチンのMgポリマーについて2015

    • 著者名/発表者名
      菊本真人、武田修一、前田雄一郎
    • 学会等名
      2015年生体運動合同班会議
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-01-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Investigating conditions for structure analysis of binding state of formin/mDia1 to actin filament by electron microscopy2014

    • 著者名/発表者名
      松崎瑞季、成田哲博
    • 学会等名
      IGER2014年度年次報告会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2014-12-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] muscle thin filamentの構造と構造動態2014

    • 著者名/発表者名
      前田雄一郎
    • 学会等名
      メンブレンダイナミクス研究グループ15周年記念公開シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2014-12-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 天然変性タンパク質と低分子のNMR滴定実験における主成分分析の利用 Primary component analysis of HSQC-based NMR titration experiments: Application to interaction between intrinsically disordered proteins and small molecules2014

    • 著者名/発表者名
      Iwaya N., Shigemitsu Y., Tenno T., Goda N., Matsuzaki M., Narita A., Abe Y., Hoshi M., Hiroaki H.
    • 学会等名
      第53回NMR討論会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2014-11-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 溶液NMR法を用いた大腸菌由来Aβ(1-42)の品質管理 The quality control of Aβ(1-42) from bacteria by solution NMR2014

    • 著者名/発表者名
      Shigemitsu Y., Iwaya N., Tenno T., Goda N., Matsuzaki M., Narita A., Hoshi M., Hiroaki H.
    • 学会等名
      第53回NMR討論会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2014-11-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 再構成系および細胞内でのアクチンフィラメント構造解析 Structural analysis of the actin filament in vitro and in vivo2014

    • 著者名/発表者名
      Narita A
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Investigating conditions for structure analysis of binding states of formin/mDia 1 to the actin filament by electron microscopy2014

    • 著者名/発表者名
      Matsuzaki M., Narita A.
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] “Mg-Polymer”再考 Revisiting "Mg-Polymer"2014

    • 著者名/発表者名
      Kikumoto M., Takeda S., Matsumoto T., Maeda Y.
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ミドリムシにおける光運動制御のマシナリーの解明 Molecular machinery regulating photomovement of Euglena2014

    • 著者名/発表者名
      Iwasaki K., Miyazaki N., Iseki M., Hasegawa K., Narita A., Matsunaga S., Takebe M., Kamimura S., Watanabe M
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      2014-09-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] How the binding of CP (capping protein) to the B-end of actin filaments is regulated2014

    • 著者名/発表者名
      Takeda S., Koike R., Ota M., Maeda Y.
    • 学会等名
      43rd European Muscle Conference
    • 発表場所
      オーストリア
    • 年月日
      2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The muscle thin filament and the cytoskeletal lattice of sarcomere: an introduction to structure, mechanics and signaling2014

    • 著者名/発表者名
      Maeda Y
    • 学会等名
      43rd European Muscle Conference
    • 発表場所
      オーストリア
    • 年月日
      2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Regulation of capping protein (CP=CapZ) association with the B-end of actin filament2014

    • 著者名/発表者名
      Takeda S., Koike R., Ota M., Maeda Y
    • 学会等名
      Gordon Research Conference "Muscle and Molecular Motors"
    • 発表場所
      USA
    • 年月日
      2014-07-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2014-11-20   更新日: 2018-03-22  

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