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重合体フィラメントの動的構造多型と結合タンパクの協同的結合の構造機能相関の解明

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 15H01313
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

須河 光弘  東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (80626383)

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
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード細胞骨格 / 構造機能相関 / FRET / 偏光 / アクチン / 偏光計測 / 構造ダイナミクス / 1分子計測
研究実績の概要

細胞活動に重要なアクチンフィラメントの内部構造の変化を単分子レベルで捉えることを目指し、FRETの偏光依存性を利用した計測法(偏光FRET法)の開発を進めている。偏光FRET法であれば、たとえ溶液中を回転拡散している生体分子であっても、その内部構造の変化(主に角度変化)を高感度で捉えられる。この偏光FRET法を実現するためにはタンパク質の部位特異的に修飾するためにシステイン反応性のmaleimide基を持つbifunctional dyeが必要となる。そこで市販されているCy3-bis-NHSおよびCy5-bis-NHSを改変し、2つのmaleimide基を持つCy3-bis-maleimideおよびCy5-bis-maleimideを合成した。次に、これら合成した2種類のbifunctional dyeをアクチンへ部位特異的に修飾するために4箇所のシステイン変異を導入したテトラシステイン変異体アクチンを用意した。HEK293細胞の発現系にてテトラシステイン変異体を発現・精製し、2種のbifunctional dyeで蛍光修飾を試みた。当初作成したテトラシステイン変異体ではbifunctional dyeによるアクチン同士の架橋が起きたため再度変異部位を検討し、新たに作成したテトラシステイン変異体では蛍光色素による架橋を大幅に減らすことができた。蛍光修飾アクチンにて1分子FRETイメージングを行いFRETが起きていること、また天然型アクチンとの混合ではあるが重合能も確認している。しかし、この精製段階の蛍光修飾アクチンにはドナーしかもたないアクチンも含まれている。ドナーしかもたないアクチンはFRETイメージングのバックグラウンドになるため、さらに精製を行うことで検出感度の向上を目指す。

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

    (6件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 学会発表 (6件)

  • [学会発表] Autonomous structure formation and contraction of actomyosin regulated by contractile ring related cross-linking proteins (CRCPs)2017

    • 著者名/発表者名
      松田恭平、小林琢也、須河光弘、豊島陽子、矢島潤一郎
    • 学会等名
      Biophysical Sciety 61st Annual Meeting
    • 発表場所
      Ernest N. Morial Convention Center (New Orleans, USA)
    • 年月日
      2017-02-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 1分子観察とドッキングシミュレーションで蛍光基質を通じて明らかになった化学反応に伴う酵素の構造変化2016

    • 著者名/発表者名
      三上渚、伊藤祐子、須河光弘、池口満徳、西坂崇之
    • 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
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Actomyosin contraction with a contractile ring related cross-linker in an in vitro active gel model system2016

    • 著者名/発表者名
      松田恭平、小林琢也、須河光弘、豊島陽子、矢島潤一郎
    • 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
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] F1-ATPASE CONFORMATIONAL CYCLE FROM SIMULTANEOUS SINGLE-MOLECULE FLUORESCENCE MEASUREMENT AND ROTATION MEASUREMENTS.2016

    • 著者名/発表者名
      須河光弘、岡崎圭一、小林大、松井貴志、Gerhard Hummer、政池知子、矢島潤一郎、西坂崇之
    • 学会等名
      Biophysical society 60th annual meeting
    • 発表場所
      Los Angeles Convention Center (Los Angeles,CA,USA)
    • 年月日
      2016-02-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 細胞質ダイニンの少数集団運動に観られる回転ゆらぎの解析2016

    • 著者名/発表者名
      須河光弘、高木拓明、山口真、柴田桂太郎、豊島陽子、矢島潤一郎
    • 学会等名
      生体運動合同班会議2016
    • 発表場所
      キャンパスプラザ京都(京都府京都市)
    • 年月日
      2016-01-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Off-axis motion of yeast cytoplasmic dynein takes a biased random walk2015

    • 著者名/発表者名
      須河光弘、山口真、高木拓明、柴田桂太郎、豊島陽子、矢島潤一郎
    • 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(金沢県金沢市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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