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マイコプラズマ滑走タンパク質の構造ダイナミクス解析

公募研究

研究領域運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性
研究課題/領域番号 15H01311
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関東京大学

研究代表者

新井 宗仁  東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (90302801)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2016年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2015年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワードタンパク質 / 立体構造 / マイコプラズマ / 滑走運動 / X線小角散乱 / 運動マシナリー / 滑走タンパク質 / X線溶液散乱 / NMR
研究実績の概要

マイコプラズマの滑走運動は新規の運動様式であり、そのメカニズムの解明が重要課題である。この運動は、Gli349タンパク質が「足」のように機能し、構造変化することによって起きる。しかし、Gli349の運動機構を明らかにするためには、Gli349の詳細な立体構造とダイナミクスの解明が必要である。Gli349は18個のリピート構造を持ち、非常にフレキシブルな巨大なタンパク質である。そのため、NMRやX線結晶構造解析による構造決定は難しい。そこで本研究では、Gli349を短い構造ユニットに断片化して、各々の立体構造とダイナミクスを解明したのち、それらを連結して再構築することにより、Gli349全体の詳細構造とダイナミクスの解明を目指した。平成28年度は、次の成果を得た。

Gli349における構造ドメインの境界を探索するために、27年度までは情報科学的アプローチを用い、K, L, Mリピートに相当する領域から構成されるKLMと呼ばれる構造領域が一つの構造ドメインを構成していることなどを同定してきた。そこで28年度は実験的アプローチを用い、Gli349全長をトリプシンで限定分解後、質量分析を行うことにより、構造ドメインの境界を探索した。その結果、トリプシン分解によって得られた境界もKLMの境界位置と同じであり、Gli349は大きく分けて少なくとも3つの領域(A-J), (K-M), (N-V)に分かれることが示唆された。
次に、KLMをトリプシン限定分解して得られた3つの領域(KLM1, KLM2, KLM3)のX線溶液散乱測定を行い、立体構造解析を行った。また、KLM2に可溶性タグをつけたコンストラクトも作製し、NMRを用いた詳細な立体構造解析を可能にした。
さらに、全長Gli349をV8プロテアーゼで限定分解する実験も行っており、現在、解析を進めているところである。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] The Scripps Research Institute(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] The Scripps Research Institute(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Mapping the interactions of adenoviral E1A proteins with the p160 nuclear receptor coactivator binding domain of CBP.2016

    • 著者名/発表者名
      Haberz, P., Arai, M., Martinez-Yamout, M.A., Dyson, H.J., & Wright, P.E.
    • 雑誌名

      Protein Science

      巻: 25 号: 12 ページ: 2256-2267

    • DOI

      10.1002/pro.3059

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 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] Conformational propensities of intrinsically disordered proteins influence the mechanism of binding and folding2015

    • 著者名/発表者名
      Munehito Arai, Kenji Sugase, H, Jane Dyson, Peter E. Wright
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. U S A

      巻: 112 号: 31 ページ: 9614-9619

    • DOI

      10.1073/pnas.1512799112

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 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] Complexity of the folding transition of the B domain of protein A revealed by the high-speed tracking of single-molecule fluorescence time series2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Oikawa, Kiyoto Kamagata, Munehito Arai, Satoshi Takahashi
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B

      巻: 119 号: 20 ページ: 6081-6091

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.5b00414

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] tructural analyses of the Gli123 protein, essential for Mycoplasma mobile gliding2017

    • 著者名/発表者名
      Daiki Matsuike, Yuhei O. Tahara, Tasuku Hamaguchi, Munehito Arai, Makoto Miyata
    • 学会等名
      第8回OCARINA(複合先端研究機構)国際シンポジウム
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2017-03-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Determination of domain boundaries and analysis of domain structures of the gliding protein Gli349 from Mycoplasma mobile2016

    • 著者名/発表者名
      Yuuki Hayashi, Yoshihiro Nomura, Manami Wada, Tasuku Hamaguchi, Aya Takamori, Masato Miyata, Munehito Arai
    • 学会等名
      第54回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2016-11-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マイコプラズマGli349タンパク質の立体構造解析2016

    • 著者名/発表者名
      和田愛未、野村芳弘、林勇樹、稲富純一、工藤恒、河合秀信、岡芳樹、宮田真人、新井宗仁
    • 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)
    • 年月日
      2016-06-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Structural analysis of repeat domains in the Gli349 protein2016

    • 著者名/発表者名
      Yuuki Hayashi, Yoshihiro Nomura, Manami Wada, Munehito Arai
    • 学会等名
      新学術領域「運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性」第4回全体会議
    • 発表場所
      長崎大学(長崎県長崎市)
    • 年月日
      2016-06-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マイコプラズマ滑走タンパク質の構造ダイナミクス解析2016

    • 著者名/発表者名
      林勇樹、新井宗仁
    • 学会等名
      新学術領域「運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性」第4回全体会議
    • 発表場所
      長崎大学(長崎県長崎市)
    • 年月日
      2016-06-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質のフォールディングとデザイン2016

    • 著者名/発表者名
      新井宗仁
    • 学会等名
      東京大学 大学院理学系研究科 物理学専攻 A7サブコース 第3回シンポジウム「生物物理の新展開」
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2016-05-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structural analyses of the Gli123 protein, essential for Mycoplasma mobile gliding.2016

    • 著者名/発表者名
      Daiki Matsuike, Yuhei O. Tahara, Tasuku Hamaguchi, Munehito Arai, Makoto Miyata
    • 学会等名
      第7回OCARINA(複合先端研究機構)国際シンポジウム
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2016-03-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] マイコプラズマGli49タンパク質の立体構造解析2016

    • 著者名/発表者名
      和田愛未、野村芳弘、林勇樹,、稲富純一、工藤恒、河合秀信、岡芳樹、宮田真人、新井宗仁
    • 学会等名
      第5回日本生物物理学会関東支部会
    • 発表場所
      桐生地域地場産業振興センター(群馬県桐生市)
    • 年月日
      2016-03-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Structural analysis of repeat fragments consisting of the gliding protein Gli349 from Mycoplasma mobile2015

    • 著者名/発表者名
      Junichi Inatomi, Yuuki Hayashi, Yoshihiro Nomura, Yoshito Kawakita, Masaru Yabe, Makoto Miyata, Munehito Arai
    • 学会等名
      第53回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] マイコプラズマ滑走タンパク質の構造ダイナミクス解析2015

    • 著者名/発表者名
      新井宗仁
    • 学会等名
      新学術領域「運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性」第3回全体会議
    • 発表場所
      金沢商工会議所会館(石川県金沢市)
    • 年月日
      2015-06-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] マイコプラズマGli349タンパク質の立体構造解析2015

    • 著者名/発表者名
      稲富純一、林勇樹、川北祥人、矢部優、宮田真人、新井宗仁
    • 学会等名
      新学術領域「運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性」第3回全体会議
    • 発表場所
      金沢商工会議所会館(石川県金沢市)
    • 年月日
      2015-06-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Mycoplasma pneumoniae の滑走に必須なP65 タンパク質の構造解析2015

    • 著者名/発表者名
      矢部優、豊永拓真、木下実紀、新井宗仁、浜口祐、今田勝巳、宮田 真人
    • 学会等名
      新学術領域「運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性」第3回全体会議
    • 発表場所
      金沢商工会議所会館(石川県金沢市)
    • 年月日
      2015-06-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 新井研究室のホームページ

    • URL

      http://folding.c.u-tokyo.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2022-01-28  

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