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夾雑環境下でのタンパク質相互作用の観測を可能とするネイティブ質量分析法の構築

公募研究

研究領域分子夾雑の生命化学
研究課題/領域番号 18H04561
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
研究機関横浜市立大学

研究代表者

明石 知子  横浜市立大学, 生命医科学研究科, 准教授 (10280728)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2019年度)
配分額 *注記
5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードタンパク質 / 夾雑環境 / ネイティブ質量分析 / 蛋白質 / 生体分子 / 分析科学 / 質量分析 / 分子認識及び相互作用
研究実績の概要

夾雑環境である細胞内の様々な物質の量的変化を追跡する手法として、夾雑物の多い細胞内のタンパク質が相互作用している複合体を複合体のまま質量分析で観測することにより、ダイナミックな状態の変化の追跡を目的とする基盤的研究を展開した。研究においては、申請者らがノウハウを有する、タンパク質複合体でも解離させずに観測することができるネイティブ質量分析(ネイティブMS)の手法を駆使して行った。申請者らがこれまで行ってきたネイティブMSでは、ヌクレオソームコア関連の巨大なタンパク質-DNA複合体をはじめとする種々の複合体を、大腸菌大量発現系で作製・精製後、無機塩などイオン化を妨害する物質を除いて質量分析用に調製した「純粋な」試料を対象に実験を行っていた。一方、細胞をミミックしたような夾雑系では、イオン化を妨害する無機塩をはじめとする様々な物質が多く存在し、ネイティブMSによる解析をそのまま適用することはできない。そこで、本課題はこれらの問題点を解決し、夾雑物の多い細胞から直接サンプリングして、タンパク質やDNAからなる複合体を機能している状態で観測できる質量分析による実験系の確立を目指して実験を進めた。今年度は、大腸菌発現系を用いて細胞内に近い夾雑環境下でのタンパク質複合体の観測を試み、標的タンパク質と特異的に結合する阻害剤との複合体のネイティブ質量分析、および夾雑環境下での特異的結合のスクリーニング系のネイティブ質量分析による構築を行った。モデルタンパク質を用いて、細胞破砕液から精製することなく質量分析することに成功した。さらにこの夾雑系において、特異的に結合する化合物との複合体の観測にも成功した。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Application of the NZ-1 Fab as a crystallization chaperone for PA tag-inserted target proteins2019

    • 著者名/発表者名
      Tamura Risako、Oi Rika、Akashi Satoko、Kaneko Mika K.、Kato Yukinari、Nogi Terukazu
    • 雑誌名

      Protein Science

      巻: 23 号: 4 ページ: 823-836

    • DOI

      10.1002/pro.3580

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural visualization of key steps in nucleosome reorganization by human FACT2019

    • 著者名/発表者名
      Mayanagi Kouta、Saikusa Kazumi、Miyazaki Naoyuki、Akashi Satoko、Iwasaki Kenji、Nishimura Yoshifumi、Morikawa Kosuke、Tsunaka Yasuo
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 10183-10183

    • DOI

      10.1038/s41598-019-46617-7

    • NAID

      120007133123

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rapid and Definitive Analysis of In Vitro DNA Methylation by Nano-electrospray Ionization Mass Spectrometry2019

    • 著者名/発表者名
      Ushijima Hiroshi, Maekawa Rena, Igarashi Eri, Akashi Satoko
    • 雑誌名

      Journal of the American Society for Mass Spectrometry

      巻: 30 号: 11 ページ: 2335-2346

    • DOI

      10.1007/s13361-019-02304-5

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Photoinduced in Vivo Magnetic Resonance Imaging (MRI) with Rapid CO Release from an MnCO-Protein Needle Composite2018

    • 著者名/発表者名
      Hyodo Fuminori、Sho Takeya、Maity Basudev、Fujita Kenta、Tachibana Yoko、Akashi Satoko、Mano Megumi、Hishikawa Yuki、Matsuo Masayuki、Ueno Takafumi
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 24 号: 45 ページ: 11578-11583

    • DOI

      10.1002/chem.201802445

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural Diversity of Nucleosomes Characterized by Native Mass Spectrometry2018

    • 著者名/発表者名
      Saikusa Kazumi、Osakabe Akihisa、Kato Daiki、Fuchigami Sotaro、Nagadoi Aritaka、Nishimura Yoshifumi、Kurumizaka Hitoshi、Akashi Satoko
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 90 号: 13 ページ: 8217-8226

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.8b01649

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 生理的環境に近い状態で調製されたタンパク質およびDNAのネイティブ質量分析2019

    • 著者名/発表者名
      高野航太朗,七種和美,小沼剛,明石知子
    • 学会等名
      第67回質量分析総合討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ESI-TOF-MSを用いた簡便で正確なDNAメチル化追跡法2019

    • 著者名/発表者名
      牛島弘嗣,前川怜奈,五十嵐愛莉,明石知子
    • 学会等名
      第67回質量分析総合討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 質量分析を用いたアセチル化に伴うヌクレオソームの構造変化の解析2019

    • 著者名/発表者名
      七種和美,日高はる菜,新屋大貴,畔上奈々子,加藤大貴,胡桃坂仁志,泉俊輔,明石知子
    • 学会等名
      第67回質量分析総合討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Accurate Mass Determination of Long DNA Fragments Prepared for Structural Biology Study of Epigenetic DNA methylation2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ushijima, Rena Maekawa, Eri Igarashi, Satoko Akashi
    • 学会等名
      The 67th ASMS Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 夾雑環境下でのネイティブ質量分析法の構築2019

    • 著者名/発表者名
      明石知子
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会・第71回細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 電子顕微鏡構造からFACTを介したクロマチンリモデリングの分子機構にせまる2019

    • 著者名/発表者名
      津中康夫、真柳浩太、七種和美、宮崎直幸、明石知子、岩崎憲治、西村善文、森川耿右
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会・第71回細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 夾雑環境下でのネイティブ質量分析2018

    • 著者名/発表者名
      高野航太朗、七種和美、小沼剛、明石知子
    • 学会等名
      第71回イオン反応研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 不揮発性緩衝液で調製した巨大タンパク質複合体の観測の試み2018

    • 著者名/発表者名
      明石知子
    • 学会等名
      第10回LC/MSワークショップ
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structural Diversity of nucleosomes characterized by nanoESI-MS and structural calculation2018

    • 著者名/発表者名
      Kazumi Saikusa, Akihisa Osakabe, Daiki Kato, Sotaro Fuchigami, Aritaka Nagadoi, Yoshifumi Nishimura, Hitoshi Kurumizaka, Satoko Akashi
    • 学会等名
      22nd International Mass Spectrometry Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] イオンモビリティ質量分析で得られたヌクレオソームの構造多様性2018

    • 著者名/発表者名
      七種和美、渕上壮太郎、明石知子
    • 学会等名
      第66回質量分析総合討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 横浜市立大学生命医科学研究科構造エピゲノム科学研究室

    • URL

      http://www-mls.tsurumi.yokohama-cu.ac.jp/lab/stbiol.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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