標識スクランブルの影響を受けず、あらゆる発現系で利用可能な選択標識法の開発

• 研究課題/領域番号: 26650027
• 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: 葛西 卓磨 国立研究開発法人理化学研究所, 生命システム研究センター, 研究員 (70446516)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016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: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2014年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: 蛋白質 / NMR / アミノ酸選択的安定同位体標識 / 符号化標識法 / ピークフィッティング / レプリカ交換モンテカルロ法 / タンパク質 / アミノ酸選択的安定同位体標識法

研究成果の概要

タンパク質のNMR解析にとってシグナル帰属は、さまざまな解析の基礎となる重要な工程だが、対象タンパク質や測定環境によっては困難な工程でもある。このような場合アミノ酸選択的安定同位体標識法が有用だが、標識スクランブルが抑制された発現系以外では、スクランブルに起因するアミノ酸の混同が問題となる。本研究では、スクランブルに起因する安定同位体標識率の変化を未知変数として推定することにより、この問題の克服を目指した。このために必要となる、広いパラメータ空間を効率的に探索する方法を開発し、ノイズの多いスペクトルの解析などに応用が可能となった。

研究成果

• [雑誌論文] 情報科学を活用した安定同位体標識によるタンパク質NMR解析法 (2017)
  • 著者名/発表者名: 葛西卓磨、木川隆則
  • 雑誌名: 生物物理 巻: 印刷中
  • NAID: 130005678945
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] NMR spectral analysis using prior knowledge (2016)
  • 著者名/発表者名: Takuma Kasai, Kenji Nagata, Masato Okada, Takanori Kigawa
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 699 ページ: 012003-012003
  • DOI: 10.1088/1742-6596/699/1/012003
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 生命分子のNMR計測・解析への応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 葛西卓磨、池谷鉄兵、木川隆則
  • 雑誌名: 電子情報通信学会誌 巻: 99 ページ: 439-443
• [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] 困難な条件でのタンパク質NMR解析のための情報科学を活用した安定同位体標識法 (2017)
  • 著者名/発表者名: 葛西卓磨、樋口佳恵、猪股晃介、木川隆則
  • 学会等名: 第17回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
• [学会発表] Spectral analysis using prior knowledge (2016)
  • 著者名/発表者名: Takuma Kasai, Kenji Nagata, Masato Okada, Takanori Kigawa
  • 学会等名: The 57th Experimental Nuclear Magnetic Resonance Conference
  • 発表場所: Wyndham Grand Hotel（アメリカ合衆国ピッツバーグ）
  • 年月日: 2016-04-11
  • 国際学会
• [学会発表] NMRスペクトルから正しい情報を得るための変数探索による解析法 (2016)
  • 著者名/発表者名: 葛西卓磨、永田賢二、岡田真人、木川隆則
  • 学会等名: 第16回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡県福岡市）
  • 招待講演
• [学会発表] Model Fitting Method for Accurate Analyses of NMR Spectra (2016)
  • 著者名/発表者名: Takuma Kasai, Kenji Nagata, Masato Okada, Takanori Kigawa
  • 学会等名: 27th International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府京都市）
  • 国際学会
• [学会発表] 情報科学を活用したシグナル帰属法のin-cell NMRへの応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 葛西卓磨、樋口佳恵、猪股晃介、木川隆則
  • 学会等名: 第55回NMR討論会
  • 発表場所: 広島国際会議場（広島県広島市）
• [学会発表] Signal assignment strategy for protein NMR under challenging conditions (2016)
  • 著者名/発表者名: Takuma Kasai, Kae Higuchi, Kohsuke Inomata, Takanori Kigawa
  • 学会等名: 第54回日本生物物理学会大会
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城県つくば市）
• [学会発表] NMR spectral analysis using prior knowledge (2015)
  • 著者名/発表者名: Takuma Kasai, Kenji Nagata, Masato Okada, Takanori Kigawa
  • 学会等名: International Meeting on "High-Dimensional Data Driven Science"
  • 発表場所: メルパルク京都（京都府・京都市）
  • 年月日: 2015-12-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] NMR spectrum analysis with error detection mechanism (2015)
  • 著者名/発表者名: Takuma Kasai, Takanori Kigawa
  • 学会等名: International Meeting on "High-Dimensional Data Driven Science"
  • 発表場所: メルパルク京都（京都府・京都市）
  • 年月日: 2015-12-14
  • 国際学会
• [学会発表] 安定同位体標識率等の事前知識を活用するNMRスペクトル解析法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 葛西 卓磨、永田 賢二、岡田 真人、木川 隆則
  • 学会等名: 第54回NMR討論会
  • 発表場所: 千葉工業大学津田沼キャンパス（千葉県・習志野市）
  • 年月日: 2015-11-06
• [学会発表] 符号化標識法を用いたNMRシグナル帰属戦略 (2015)
  • 著者名/発表者名: 葛西 卓磨
  • 学会等名: Computational aspects in biomolecular & in-cell NMR
  • 発表場所: 首都大学東京秋葉原サテライトキャンパス（東京都・千代田区）
  • 年月日: 2015-04-24
  • 招待講演
• [学会発表] 誤り検出符号によるノイズに強いアミノ酸選択標識法 (2014)
  • 著者名/発表者名: 葛西卓磨、小柴生造、横山順、木川隆則
  • 学会等名: 第53回NMR討論会
  • 発表場所: 大阪大学コンベンションセンター（大阪府吹田市）
  • 年月日: 2014-11-04
  • 招待講演
• [学会発表] Amino-acid Selective Stable Isotope Labeling Strategy Based on the Coding Theory (2014)
  • 著者名/発表者名: Takuma Kasai, Seizo Koshiba, Jun Yokoyama, Takanori Kigawa
  • 学会等名: International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems 2014
  • 発表場所: テキサス州ダラス（アメリカ合衆国）
  • 年月日: 2014-08-25 – 2014-08-28