１９F-NMR法を用いた細胞内環境下におけるタンパク質の動的構造の解明

• 研究課題/領域番号: 26440018
• 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: 構造生物化学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 小柴 生造 東北大学, 東北メディカル・メガバンク機構, 教授 (70332301)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: フッ素 / タンパク質 / NMR / 細胞内環境 / 相互作用 / 動的構造変化 / 19F-NMR / In-Cell NMR / 動的構造

研究成果の概要

人の体の中で様々な機能を果たすタンパク質はそれぞれ特徴的な立体構造を持っており、機能に際して構造が変化することが知られている。しかし従来の研究では単離したタンパク質を試験管内で解析しており、細胞内のように多種類の分子が存在する環境下でのタンパク質の構造変化を調べる研究は技術的に難しかった。本研究では、細胞内においてタンパク質を特異的に且つ高感度に測定できるフッ素をタンパク質に導入し、核磁気共鳴法で測定するための実験系を確立した。またこの方法を活用してタンパク質と基質との相互作用を観測することにも成功した。本成果は今後のタンパク質科学や細胞生物学の発展に大きく貢献するものである。

研究成果

• [雑誌論文] JMorp: Japanese Multi Omics Reference Panel (2018)
  • 著者名/発表者名: Tadaka S, Saigusa D, Motoike, I.N, Aoki Y, Shirota M, Koshiba S, Yamamoto M, and Kinoshita K.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 巻: 46 号: D1 ページ: D551-D557
  • DOI: 10.1093/nar/gkx978
  • URL: https://pure.teikyo.jp/en/publications/d91494df-d7be-4ad7-8407-c4aa3c4b66c9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Evaluation of reported pathogenic variants and their frequencies in a Japanese population based on a whole-genome reference panel of 2049 individuals article (2018)
  • 著者名/発表者名: Y Yamaguchi-Kabata, J Yasuda, O Tanabe, Y Suzuki, H Kawame, N Fuse, M Nagasaki, Y Kawai, K Kojima, F Katsuoka, S Saito, I Danjoh, I Motoike, R Yamashita, S Koshiba, D Saigusa, G Tamiya, S Kure, N Yaegashi, Y Kawaguchi, F Nagami, S Kuriyama, J Sugawara, N Minegishi, A Hozawa, T Takai-Igarashi, K Kinoshita, M Yamamoto.
  • 雑誌名: Journal of Human Genetics. 巻: 63 号: 2 ページ: 213
  • DOI: 10.1038/s10038-017-0347-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The structural origin of metabolic quantitative diversity (2016)
  • 著者名/発表者名: Koshiba S, Motoike I, Kojima K, Hasegawa T, Shirota M, Saito T, Saigusa D, Danjoh I, Katsuoka F, Ogishima S, ... Yamamoto M.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 6 号: 1 ページ: 31463-31463
  • DOI: 10.1038/srep31463
  • URL: https://pure.teikyo.jp/en/publications/f23f66dd-859e-4088-8e53-de40d99cc561
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Establishment of protocols for global metabolomics by LC-MS for biomarker discovery (2016)
  • 著者名/発表者名: Saigusa D, Okamura Y, Motoike IN, Katoh Y, Kurosawa Y, Saijyo R, Koshiba S, Yasuda J, Motohashi H, Sugawara J, Tanabe O, Kinoshita K, Yamamoto M
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 11 号: 8 ページ: e0160555-e0160555
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0160555
  • URL: https://pure.teikyo.jp/en/publications/789e31b9-dbb0-4124-986b-c259a28c9328
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Tohoku Medical Megabank Project: Design and Mission (2016)
  • 著者名/発表者名: Kuriyama S, Yaegashi N, et al. (Tamiya G; 11th in 58 authors)
  • 雑誌名: Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｐｉｄｅｍｉｏｌｏｇｙ 巻: 26 号: 9 ページ: 493-511
  • DOI: 10.2188/jea.JE20150268
  • NAID: 130005409018
  • ISSN: 0917-5040, 1349-9092
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Stable isotope labeling strategy based on coding theory. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kasai T, Koshiba S, Yokoyama J, Kigawa T
  • 雑誌名: J. Biomol. NMR 巻: 63 号: 2 ページ: 213-221
  • DOI: 10.1007/s10858-015-9978-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] コホート研究におけるオミックス解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小柴生造
  • 学会等名: 日本人類遺伝学会（招待講演）
  • 招待講演
• [学会発表] Metabolomics Approach in Tohoku Medical Megabank Project Prospective Cohort Studies (2017)
  • 著者名/発表者名: Seizo Koshiba, Daisuke Saigusa, Ikuko Motoike, Natsuyuki Shirota, Jun Yasuda, Kenga Kinoshita, Masayuki Yamamoto
  • 学会等名: Metabolomics 2017
  • 国際学会
• [学会発表] 東北メディカル・メガバンク機構のオミックス解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小柴生造
  • 学会等名: 第11回メタボロームシンポジウム
• [学会発表] 酸化ストレス応答におけるKeap1の構造・相互作用解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 井上仁, 村松亜紀, 鈴木隆史, 磯達朗, 小柴生造, 山本雅之
  • 学会等名: 第56回NMR討論会
• [学会発表] 高精度日本人多層オミックス参照パネルの提供 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小柴生造
  • 学会等名: 第90回日本生化学会大会
• [学会発表] メタボローム解析による血液検体保管条件の検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 井上仁, 三枝大輔, 工藤久智, 峯岸直子, 小柴生造, 山本雅之.
  • 学会等名: 第90回日本生化学会大会
• [学会発表] 19F標識技術を利用したKeap1-Nrf2タンパク質の構造機能解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小柴生造，渡部暁，碇正臣，松田夏子，磯達郎，鈴木隆史，木川隆則，山本雅之
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] 日本人多層オミックス参照パネルの拡張 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小柴生造, 三枝大輔，元池育子，小島要，城田松之，齊藤智，勝岡史城，河合洋介，山口由美，田邉修，長﨑正郎，安田純，木下賢吾，山本雅之
  • 学会等名: 第８９回日本生化学会大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2016-09-25
• [学会発表] Protein 19F Labeling Strategy for In-Cell NMR and Functional Analyses. (2016)
  • 著者名/発表者名: Koshiba S., Watanabe S., Ikari M., Matsuda N., Iso T., Suzuki, T. Yamamoto M., and Kigawa T.
  • 学会等名: International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems (ICMRBS 2016)
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2016-08-21
  • 国際学会
• [図書] 遺伝子医学MOOK(32) 難病研究up-to-date (2017)
  • 著者名/発表者名: 小柴生造、山本雅之
  • 総ページ数: 280
  • 出版者: メディカルドゥ
  • ISBN: 9784944157624
• [備考] Japanese Multi Omics Reference Panel
  • URL: https://jmorp.megabank.tohoku.ac.jp/