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アクチンフィラメントのB端方向への協同的構造変化とハイパーモバイル水の機能解明

公募研究

研究領域水を主役としたATPエネルギー変換
研究課題/領域番号 23118721
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 複合領域
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

上田 太郎  独立行政法人産業技術総合研究所, バイオメディカル研究部門, 研究部門付 (90356551)

研究期間 (年度) 2011 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
2012年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2011年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
キーワードアクチンフィラメント / ミオシン / 協同的構造変化 / 運動
研究概要

目的1(ミオシン結合により誘起されるアクチンフィラメントの一方向的な構造変化の検出):昨年度までに、アクチンとS1のキメラタンパク質とピレン標識した正常アクチンのブロック共重合体を作製し、ATPを添加したときのピレン蛍光強度の変化をモニターすることで、キメラタンパク質に起きた構造変化が、P端側に隣接するアクチンに伝播することを見出していた。しかし蛍光強度の変化幅が小さく、説得力に乏しいことが問題であった。変化幅が小さいのは、大量に混入するピレン標識アクチンのホモフィラメントの蛍光が大きいためだと考えられたので、今年度は、ピレン標識アクチンのホモフィラメントの分離除去を試みたが、おもわしい成果が得られなかった。そこで方針を大きく変更し、ミオシンの結合しやすさを指標にアクチンフィラメントの一方向的な構造変化を検出することとした。この場合は、電子顕微鏡または高速AFMによる検出となるので、ブロックコポリマーを精製する必要はない点が有利である。電子顕微鏡を用いた予備実験により、キメラタンパク質のホモポリマーブロックの両側に正常アクチンを重合させたブロックコポリマーがある程度生成され条件を確立した。
目的2(キメラタンパク質と正常アクチンが互いに共重合しにくい現象のメカニズム解明):昨年度までは、Alexa488とAlexa594という二つの蛍光色素で標識されたキメラタンパク質と正常アクチンの共重合を蛍光顕微鏡で観察し、二つの蛍光がフィラメント中で均一に混ざり合わないことから、キメラタンパク質内のアクチンは、正常アクチンとは異なる構造をとるのだろうと推測していた。しかし今年度の研究により、Alexa594にはタンパク質を凝集させる傾向があることが判明し、蛍光の不均一性はAlexa594の人工産物である可能性が排除できなくなった。今後は別の蛍光色素を用いて実験する必要がある。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (12件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] G146V mutation at the hinge region of actin reveals a myosin class-specific requirement of actin conformations for motility.2012

    • 著者名/発表者名
      Noguchi, T. Q. P., Komori, T., Umeki, N., Demizu, N., Ito, K., Iwane, A. H., Tokuraku, K., Yanagida, T., Uyeda, T. Q. P.
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem.

      巻: 279 号: 29 ページ: 24399-34345

    • DOI

      10.1074/jbc.m111.321752

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single restriction enzyme-assisted megaprimer polymerase chain reaction to fuse two DNA sequences on separate cloning vectors2011

    • 著者名/発表者名
      Umeki, N., Uyeda, T.Q.P.
    • 雑誌名

      Anal.Biochem.

      巻: 414 号: 2 ページ: 309-311

    • DOI

      10.1016/j.ab.2011.03.023

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stretching actin filaments within cells enhances their affinity for the myosin II motor domain2011

    • 著者名/発表者名
      Uyeda, T.Q.P., Iwadate, Y., Umeki, N., Nagasaki, A., Yumura, S.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 6 号: 10 ページ: e26200-e26200

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0026200

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Cooperative conformational changes of actin filaments drive mutually exclusive cooperative binding of cofilin and HMM to the filaments.2012

    • 著者名/発表者名
      梅木伸久、上田太郎
    • 学会等名
      日本生物物理学会第50回年会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      2012-09-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Structural polymorphism and functional differentiation of actin filaments.2012

    • 著者名/発表者名
      上田太郎、梅木伸久、貴嶋紗久、西川雄亮、徳楽清孝、長崎晃、野口太郎
    • 学会等名
      日本生物物理学会第50回年会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      2012-09-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of cooperative interaction of Dictyostelium-derived cofilin and HMM to F-actin using fluorescence microscopy.2012

    • 著者名/発表者名
      西川雄亮、佐藤あゆみ、上田太郎、徳楽清孝
    • 学会等名
      日本生物物理学会第50回年会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      2012-09-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ミオシン結合により誘起されるアクチンフィラメントの協同的構造変化-アクチンフィラメントの構造多型と機能分化-2012

    • 著者名/発表者名
      上田太郎
    • 学会等名
      公開シンポジウム「ゆらぎと水-生命のエネルギーと機能の分子機構を探る」
    • 発表場所
      大阪ガーデンパレス(大阪府)(招待講演)
    • 年月日
      2012-09-15
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ミオシンHMMとコフィリンのアクチンフィラメントに対する協同的結合は相互排他的である2011

    • 著者名/発表者名
      貴嶋紗久、梅木伸久、中嶋潤、野口太郎、徳楽清孝、上田太郎
    • 学会等名
      第一回日本細胞性粘菌学会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府)
    • 年月日
      2011-11-04
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Exelusive binding of myosin and cofilin to F-actin2011

    • 著者名/発表者名
      Kijima, S., Noguchi, T., Uyeda, T.Q.P., Tokuraku, K.
    • 学会等名
      日本生物物理学会第49回年会
    • 発表場所
      姫路工業大学(兵庫県)
    • 年月日
      2011-09-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Stretching actin filaments within cells enhances their affinity for the myosin II motordomain2011

    • 著者名/発表者名
      Uyeda, T.Q.P., Iwadate, Y., Umeki, N., Nagasaki, A., Yumura, S.
    • 学会等名
      日本生物物理学会第49回年会
    • 発表場所
      姫路工業大学(兵庫県)
    • 年月日
      2011-09-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Unidirectional conformational changes of actin filaments : possible implications in force generation by myosin2011

    • 著者名/発表者名
      Kien, N.X., Katayama, E., Iwai, S., Suzuki, M., Uyeda, T.Q.P.
    • 学会等名
      日本生物物理学会第49回年会
    • 発表場所
      姫路工業大学(兵庫県)(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 優性阻害となるAsp11変異アクチンの解析2011

    • 著者名/発表者名
      中嶋潤、梅木伸久、野口太郎、徳楽清孝、長崎晃、上田太郎
    • 学会等名
      2012年生体運動研究合同班会議
    • 発表場所
      筑波大学(茨城県)
    • 年月日
      2011-01-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Acto-cofilin融合蛋白質によって誘導される、アクチンフィラメントの協同的構造変化2011

    • 著者名/発表者名
      梅木伸久、長崎晃、上田太郎
    • 学会等名
      2012年生体運動研究合同班会議
    • 発表場所
      筑波大学(茨城県)
    • 年月日
      2011-01-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ミオシンとコフィリンはF-アクチンに対して排他的に結合する2011

    • 著者名/発表者名
      貴嶋紗久、梅木伸久、上田太郎、徳楽清孝、長崎晃、野口太郎
    • 学会等名
      2012年生体運動研究合同班会議
    • 発表場所
      筑波大学(茨城県)
    • 年月日
      2011-01-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] アクチンの生化学的性質へのチロシン143変異の影響2011

    • 著者名/発表者名
      五味渕由貴、上田太郎、若林健之
    • 学会等名
      2012年生体運動研究合同班会議
    • 発表場所
      筑波大学(茨城県)
    • 年月日
      2011-01-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://staff.aist.go.jp/t-uyeda/HP/Welcome.html

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

URL: 

公開日: 2011-04-06   更新日: 2019-07-29  

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