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変性タンパク質の動的多様構造の新規解析法の開発

公募研究

研究領域天然変性タンパク質の分子認識機構と機能発現
研究課題/領域番号 22113501
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
研究機関東北大学

研究代表者

鎌形 清人  東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (90432492)

研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
2011年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2010年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
キーワード天然変性タンパク質 / チトクロムc / 一分子蛍光観察 / p53 / 原子間力顕微鏡 / 走査型トンネル顕微鏡
研究概要

本研究は、一分子レベルで変性タンパク質の主鎖の形とダイナミクスを観測する手法の開発を通して、変性タンパク質の動的な構造多様性を明らかにすることを目的とした。昨年度に引き続き、鎌形らが開発した一分子蛍光装置を用いて、変性剤で変性させたチトクロムcの構造とダイナミクスの観測を行った。3つの変性剤濃度条件で蛍光色素Atto532を修飾したチトクロムcの一分子計測を行った結果、少なくとも3つの状態が存在し、観測頻度の多い2つの状態が顕著に変性剤濃度依存性を示した。そのうち、蛍光強度の弱い状態は変性剤の増加ともに観測頻度が減ることから、特定の部分構造を持つと推測された。一方、蛍光強度が強い状態は、変性剤の増加とともに観測頻度が増えることから、ほどけた構造を持つと考えられた。次に、蛍光強度の消光を引き起こす因子を特定するために、ヘムを除去した変異体で一分子測定を行った。その結果、ヘムだけでなく、トリプトファンなどのアミノ酸によっても、消光が起こることが明らかになった。以上から、変性チトクロムcは、少なくとも3つの状態に分類され、その構造的な特徴を明らかにすることに成功した。次に、原子間力顕微鏡と走査型トンネル顕微鏡を用いて、がん抑制因子であるp53の一分子構造解析を行った。原子間力顕微鏡に用いて、金基板上に固定したp53分子の画像データを取得し、解析を行ったところ、様々な会合体が観測された。生理的な条件下で存在する4量体に着目したところ、多様な構造をとることが明らかになった。今後、様々な条件下でデータを取得することで、p53の機能の解明への展開が期待される。

報告書

(2件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (39件)

  • [雑誌論文] 新技術によるタンパク質研究の新展開2012

    • 著者名/発表者名
      鎌形清人
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 52 ページ: 104-105

    • NAID

      10030134726

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Staring at a Protein : Ensemble and Single Molecule Investigations on Protein Folding Dynamics2012

    • 著者名/発表者名
      Takahashi, S., Kamagata, K.
    • 雑誌名

      Single-Molecule Biophysics : Experiment and Theory in Adv.Chem.Phys

      巻: 146 ページ: 3-22

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 一分子蛍光観察法を用いたタンパク質フォールディングの解明2011

    • 著者名/発表者名
      小井川浩之、鎌形清人、高橋聡
    • 雑誌名

      高分子

      巻: 60 ページ: 801-803

    • NAID

      10029795631

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] 新しいタンパク質科学の可能性-新時代を切り拓くマルチタレントDavid Baker-2011

    • 著者名/発表者名
      鎌形清人、高橋聡
    • 雑誌名

      化学(化学同人)

      巻: 1 ページ: 68-69

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Exploring The Energy Landscape of Denatured Protein Using Time-series Detection of Fluorescence of Free Single Molecules2012

    • 著者名/発表者名
      Kiyoto Kamagata, Toshifumi Kawaguchi, Akinori Baba, Yoshihiro Sambongi, Tamiki Komatsuzaki, Satoshi Takahashi
    • 学会等名
      International Symposium on Innovative Nanobiodevices ISIN 2012
    • 発表場所
      Nagoya
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Folding dynamics of cytochrome c551 studied by long time observation of fluorescence time series from single molecules2012

    • 著者名/発表者名
      Toshifumi Kawaguchi, Kiyoto Kamagata, Hiroyuki Oikawa, Yoshihiro Sambongi, Satsohi Takahashi
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 蛋白質一分子の構造ダイナミクス解析2012

    • 著者名/発表者名
      鎌形清人
    • 学会等名
      「水和とATP」サテライトミーティング蛋白質折り畳みの理解に向けた一分子基礎科学を目指して
    • 発表場所
      仙台(招待講演)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 新規一分子FRET計測技術によるABCトランスポーターのATP加水分解機構の解析2012

    • 著者名/発表者名
      中野駿介, 七谷圭, 古田忠臣, 櫻井実, 魚住信之, 高橋聡, 鎌形清人
    • 学会等名
      新学術領域研究「水を主役としたATPエネルギー変換」
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 変性タンパク質の動的多様構造の新規一分子解析法の開発2012

    • 著者名/発表者名
      鎌形清人
    • 学会等名
      新学術領域研究「天然変性タンパク質の分子認識と機能発現」第2回公開シンポジウム
    • 発表場所
      大阪(招待講演)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 走査プローブ顕微鏡による癌抑制因子p53の一分子解析2012

    • 著者名/発表者名
      高橋聖弥, 道祖尾恭之, 鹿島理沙, 時野隆至, 米田忠弘, 高橋聡, 鎌形清人
    • 学会等名
      新学術領域研究「天然変性タンパク質の分子認識と機能発現」第2回公開シンポジウム
    • 発表場所
      大阪
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Single-molecule diffusion mesurement of a GroEL-binding peptide2012

    • 著者名/発表者名
      Suguru Watanabe, Shion Ando, Kiyoto Kamagata, Hideki Taguchi, Satoshi Takahashi
    • 学会等名
      新学術領域研究「揺らぎが機能を決める生命分子の科学」第5回公開シンポジウム
    • 発表場所
      奈良
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Single-molecule dynamics of MsbA, a member ofABC transporter2012

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Nakano, Kei Nanatani, Kiyoto kamagata, Nobuyuki Uozumi, Satoshi Takahashi
    • 学会等名
      新学術領域研究「揺らぎが機能を決める生命分子の科学」第5回公開シンポジウム
    • 発表場所
      奈良
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Microsecond-Resolved Time Traces of Protein Conformational Changes by Single-Molecule Fluorescence Detection2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Oikawa, Kiyoto Kamagata, Issei Iijima, Takahiro Hohsaka, Satoshi Takahashi
    • 学会等名
      新学術領域研究「揺らぎが機能を決める生命分子の科学」第5回公開シンポジウム
    • 発表場所
      奈良
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ秒分解一分子蛍光検出による蛋白質構造変化の追跡2011

    • 著者名/発表者名
      小井川浩之、鎌形清人、飯島一生、芳坂貴弘、高橋聡
    • 学会等名
      第11回東北大学多元物質科学研究所研究発表会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2011-12-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 新規一分子蛍光観察法は蛋白質の折り畳みを解き明かす2011

    • 著者名/発表者名
      鎌形清人、高橋聡
    • 学会等名
      第13回生命化学研究会シンポジウム「生命・生体を医学・化学する」
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2011-01-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 大腸菌トランスポーターMsbAの一分子計測2011

    • 著者名/発表者名
      中野駿介、七谷圭、鎌形清人、魚住信之、高橋聡
    • 学会等名
      第37回日本生体エネルギー研究会シンポジウム生体エネルギー論の再発見
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 新規一分子蛍光観測法による蛋白質の折り畳みのエネルギー地形の解明2011

    • 著者名/発表者名
      鎌形清人、馬場昭典、小松崎民樹、高橋聡
    • 学会等名
      CREST「生命現象の解明と応用に資する新しい計測・分析基盤技術」研究領域シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質フォールディングと一分子時系列解析2011

    • 著者名/発表者名
      鎌形清人、高橋聡
    • 学会等名
      蛋白研セミナー「タンパク質科学の未来を語る~実験・理論研究者の対話~」
    • 発表場所
      大阪(招待講演)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Imaging and tracking of single BLG molecules in solution2011

    • 著者名/発表者名
      Sion Ando, Hiroyuki Oikawa, Kiyoto Kamagata, Kazumasa Sakurai, Yuji Goto, Satoshi Takahashi
    • 学会等名
      第49回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      姫路
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Microsecond-resolved time traces of protein conformational change by single-molecule fluorescence detection2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Oikawa, Kiyoto Kamagata, Issei Iijima, Takahiro Hohsaka, Yoshihiro Sambongi, Satoshi Takahashi
    • 学会等名
      第49回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      姫路(招待講演)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Additives inhibiting the bleaching of fluorophores for the oong-time fluorescence observation of single proteins2011

    • 著者名/発表者名
      Hironao Itabashi, Eriko Mano, Hiroyuki Oikawa, Yasuyuki Araki, Kiyoto Kamagata, Takehiko Wada, Satoshi Takahashi
    • 学会等名
      第49回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      姫路
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Energy landscape of denatured protein revealed by a new singe-molecule fluorescence method2011

    • 著者名/発表者名
      Kiyoto Kamagata, Toshifumi Kawaguchi, Akinori Baba, Yoshihiro Sambongi, Tamiki Komatsuzaki, Satoshi Takahashi
    • 学会等名
      第49回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      姫路
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Submillisecond dynamics of protein folding and ligand binding detected by the line conforcal microscopy2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Oikawa, Kiyoto Kamagata, Issei Iijima, Takahiro Hosaka, Yoshihiro Sambongi, Satoshi Takahashi
    • 学会等名
      第49回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      姫路
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Imaging and tracking of single BLG molecules in solution2011

    • 著者名/発表者名
      Shion Ando, Hiroyuki Oikawa, Kiyoto Kamagata, Kazumasa Sakurai, Yuji Goto, Satoshi Takahashi
    • 学会等名
      グローバルCOEサマースクールシンポジウム(iremc分子系高次構造体化学国際教育研究拠点)
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Single-Molecule Dynamics of MsbA, a member of ABC transporter2011

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Nakano, Kei Nanatani, Kiyorto Kamagata, Nobuyuki Uozumi, Satoshi Takahashi
    • 学会等名
      グローバルCOEサマースクールシンポジウム(iremc分子系高次構造体化学国際教育研究拠点)
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 変性タンパク質の動的多様性の新規解析法の開発2011

    • 著者名/発表者名
      鎌形清人
    • 学会等名
      天然変性タンパク質の分子認識機構と機能発現第2回領域会議
    • 発表場所
      宮崎(招待講演)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ秒分解一分子蛍光検出による蛋白質構造変化の追跡2011

    • 著者名/発表者名
      小井川浩之、鎌形清人、飯島一生、芳坂貴弘、高橋聡
    • 学会等名
      第38回生体分子科学討論会
    • 発表場所
      筑波
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Exploration of energy landscape of protein folding using a novel single-molecule fluorescence method2011

    • 著者名/発表者名
      Kiyoto Kamagata
    • 学会等名
      The Complexity of Dynamics and Kinetics in Many Dimensions
    • 発表場所
      Telluride USA(招待講演)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 新規一分子蛍光観測法による蛋白質の自由エネルギー地形の解析2011

    • 著者名/発表者名
      鎌形清人、川口敏史、馬場昭典、三本木至宏、小松崎民樹、高橋聡
    • 学会等名
      第11回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      大阪(招待講演)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ秒分解一分子蛍光検出による蛋白質構造変化の追跡2011

    • 著者名/発表者名
      小井川浩之、鎌形清人、飯島一生、芳坂貴弘、高橋聡
    • 学会等名
      第11回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      大阪
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Flow and Stop Protocol for the Long-Time Observation of Fluorescence from Single Molecules : Application to the Time-Series Analysis of Protein Folding2011

    • 著者名/発表者名
      Kiyoto Kamagata, Akinori Baba Tamiki Komatsuzaki, Satoshi Takahashi
    • 学会等名
      55th Annual Meeting Biophysical Society
    • 発表場所
      Maryland, USA
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 蛋白質一分子の長時間蛍光観察法の開発:蛋白質の折り畳みへの応用2010

    • 著者名/発表者名
      鎌形清人、高橋聡
    • 学会等名
      第10回東北大学多元物質科学研究所研究発表会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2010-12-01
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 一分子蛍光検出による蛋白質折り畳みのマイクロ秒分解時間追跡2010

    • 著者名/発表者名
      小井川浩之、鎌形清人、高橋聡
    • 学会等名
      揺らぎと生体機能第4回公開シンポジウム
    • 発表場所
      滋賀
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 蛋白質一分子の長時間蛍光観察:蛋白質の折り畳みへの応用2010

    • 著者名/発表者名
      鎌形清人、高橋聡
    • 学会等名
      特定領域研究「高次系分子科学」第4回公開シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 一分子蛍光検出による蛋白質折り畳みのマイクロ秒分解時間追跡2010

    • 著者名/発表者名
      小井川浩之、鎌形清人、高橋聡
    • 学会等名
      特定領域研究「高次系分子科学」第4回公開シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Long-time observation of a single molecule trapped in a capillary cell : application for protein folding2010

    • 著者名/発表者名
      Kiyoto Kamagata, Akinori Baba, Tamiki Komatsuzaki, Satoshi Takahashi
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      東北大学
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 一分子蛍光検出による蛋白質折り畳みのマイクロ秒分解時間追跡2010

    • 著者名/発表者名
      小井川浩之、鎌形清人、高橋聡
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      東北大学
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 一分子測定法によるβ-ラクトグロブリンの蛍光強度変化と拡散の観察2010

    • 著者名/発表者名
      安藤詞音、小井川浩之、櫻井一正、後藤祐児、鎌形清人、高橋聡
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      東北大学
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 高時間分解能一分子測定による緑膿菌由来シトクロムcの変性状態内の運動観察2010

    • 著者名/発表者名
      川口敏文、鎌形清人、小井川浩之、三本木至宏、高橋聡
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      東北大学
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 二重標識したマルトース結合タンパク質の基質結合の一分子観察2010

    • 著者名/発表者名
      矢田哲也、山森明弘、飯島一生、芳坂貴弘、小井川浩之、鎌形清人、高橋聡
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      東北大学
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 新規蛍光一分子観測装置による膜輸送体の動的構造の観測に向けて2010

    • 著者名/発表者名
      鎌形清人、高橋聡
    • 学会等名
      特定領域「高次系分子科学」第9回ミニ公開シンポジウム
    • 発表場所
      広島
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Single Molecule Investigation of the Denatured State Dynamics of Cytochrome c in the Time Domain from 100μs to 1s2010

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Takahashi, Hiroyuki Oikawa, Kiyoto Kamagata
    • 学会等名
      The 24th Annual Symposium of The Protein Society
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] キャピラリー内トラップによる一分子長時間測定法の開発:蛋白質の折り畳みへの応用2010

    • 著者名/発表者名
      鎌形清人、高橋聡
    • 学会等名
      第10回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2018-03-28  

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