| 研究領域 | 動的構造生命科学を拓く新発想測定技術－タンパク質が動作する姿を活写する－ |
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| 研究課題/領域番号 |
15H01630
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
複合領域
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| 研究機関 | 東京大学 |
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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)
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| 研究期間 (年度) |
2015-06-29 – 2017-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2016年度)
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| 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)
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| キーワード | 分子モーター / 構造機能相関 / １分子計測 / FRET / 偏光計測 / 構造ダイナミクス / F1-ATPase / ATPase cycle / 構造生物学 |
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| 研究実績の概要 |
分子モーターの動作原理を理解する上で化学-構造-力学の三者共役の理解が不可欠である。回転分子モーターF1-ATPase（以下F1）はその動作原理の解析が最も進んでいる分子モーターの一つであるが、２０種以上の結晶構造が解かれたにも関わらずATP結合待ちの構造が同定されておらず、このことが三者共役理解のネックとなっていた。そこで、１分子計測によるATP結合待ち構造の特徴抽出と主成分分析(PCA)による結晶構造の系統的構造比較を用いて、F1のATP結合待ち構造の同定を行い、さらにATP加水分解反応-構造遷移-回転運動の三者共役モデルを提案した。
この三者共役モデルを検証するためにF1のサブユニットであるαとβの界面の動きを計測することを目指した。隣り合う２つのαサブユニットとβサブユニットの界面の動きを捉えるために偏光FRET法を考案し、研究を進めた。Cy3-bis-maleimideおよびCy5-bis-maleimideを合成し、αサブユニットにdouble cys変異を導入したF1およびdouble cys変異を導入したβサブユニットを単独で発現・精製し、Cy3-bis-βおよびF1(Cy5-bis-α)を作成した。Cy3-bis-βとF1(Cy5-bis-α)を高塩濃度環境下で混合し、サブユニットの交換反応を起こすことでF1(Cy5-bis-α/Cy3-bis-β)を得た。このF1(Cy5-bis-α/Cy3-bis-β)を用いて１分子偏光FRET計測を行った。まだプレリミナリーな結果だが、αβ界面の動きを反映したと考えられるFRET効率の変化が観察された。現在、計測条件の最適化とデータ解析を進めている。
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| 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。
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| 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。
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