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重水素化中性子小角散乱を用いた天然変性タンパク質による揺らぎ構造の解析

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 24113709
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
研究機関京都大学

研究代表者

杉山 正明  京都大学, 原子炉実験所, 教授 (10253395)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2013年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2012年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
キーワード中性子小角散乱 / 部分重水素化 / コントラスト変調 / シヌクレイン / 重水素化 / コントラスト変調法 / PA28
研究概要

タンパク質の溶液中における構造及び構造変化を明らかにすることはその機能発現機構を理解するために大変重要である。そこで、この溶液中での構造解析手法として小角散乱法が注目されている。また、固定された構造を持つのではなく結合対象によりその構造を変化させる天然変性タンパク質においても、構造変化が溶液中で進行し、結晶構造解析では見ることができない不定形領域も散乱に反映されるため、天然変性領域等の構造解析にはこの小角散乱が有力な手法である。ただし、タンパク質複合体における特定部分(天然変性領域など)の構造を観測するためには、中性子の特徴を生かした試料重水素化と溶媒コントラスト変調法が必要である。しかしながら、これらを組み合わせた手法は解析法は未開発である。
そこで、本研究では、計算上75%重水素化タンパク質が重水溶媒中で散乱が消去されることに注目した。実際に75%重水素化タンパク質(75d-PbaB)を調製し、それと会合する軽水素化タンパク質として天然変性タンパク質の一つαシヌクレインを用意し、混合系における構造変化を重水水溶液中で観測した。
その結果、混合系においてもαシヌクレインのみの構造を観測することに成功するとともに、PbaBとの結合により2次構造の消失と若干のサイズ収縮が起こっていることが確認された。

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Conformational characterization of a protein complex involving intrinsically disordered protein by small-angle neutron scattering using the inverse contrast matching method: a case study of interaction between α-synuclein and PbaB tetramer as a model chaperone2014

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Sugiyama
    • 雑誌名

      Journal Applied Crystallography

      巻: 47 号: 1 ページ: 430-435

    • DOI

      10.1107/s1600576713033475

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatial arrangement and functional role of α subunits of proteasome activator PA28 in hetero-oligomeric form2013

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Sugiyama
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 432 ページ: 141-145

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] SANS investigation on Subunit Exchange in Protein Complexes2014

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Sugiyama
    • 学会等名
      Neutrons in Bilogy and Biotechnology
    • 発表場所
      Grunoble, France
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] SANS investigation of protein structure in solution2013

    • 著者名/発表者名
      杉山正明
    • 学会等名
      台日中性子・X線散乱研究会
    • 発表場所
      KEK Tokai Campus
    • 年月日
      2013-02-25
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Application of small-angle NEUTRON scattering to structural study of protein complex - perspective on combination of deuteration and contrast variation method -2013

    • 著者名/発表者名
      杉山正明
    • 学会等名
      第2回国際シンポジウム「天然変性タンパク質の分子認識機構と機能発現」
    • 発表場所
      理化学研究所 横浜研究所交流棟ホール
    • 年月日
      2013-01-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Small-angle neutron scattering for investigation of subunit kinetics of protein complex in solution2013

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Sugiyama
    • 学会等名
      International Symposium on Diffraction Structural Biology 2013
    • 発表場所
      Nagoya
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Kinetics in Protein Complexes Revealed by Deuteration-Assisted Small-Angle Neutron Scattering2013

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Sugiyama
    • 学会等名
      International Conference on Neutron Scattering 2013
    • 発表場所
      エディンバラ(イギリス)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Structural Investigation of b-Crystallin in an Aqueous Solution by Small Angle Neutron Scattering Simulation2012

    • 著者名/発表者名
      Yutaro Ueki
    • 学会等名
      15th International Small Angle Scattering Conference
    • 発表場所
      Sydney Convention and Exhibition Centre
    • 年月日
      2012-11-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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