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天然変性蛋白質の細胞内解析に向けたペプチド分子のin‐Cell NMR計測

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 24113720
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
研究機関首都大学東京

研究代表者

池谷 鉄兵  首都大学東京, 理工学研究科, 助教 (30457840)

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
11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円)
2013年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2012年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワード天然変性蛋白質 / SH3ドメイン / 蛋白質立体構造 / in-cell NMR / peptide / structure
研究概要

本研究は細胞内での天然変性蛋白質の動態を詳細に解析するために,比較的低分子量の蛋白質を用いて分子の構造とダイナミクスを計測することを目標としている.本年度は,DrkN SH3ドメイン蛋白質の解析とDEST法の解析プログラム開発に成功した.
DrkN SH3は,至適緩衝溶液下でfold-unfold状態が混在する性質を持つ.この蛋白質の細胞内での挙動を明らかにするため,大腸菌とヒト培養細胞(HeLa)それぞれを用いたin-cell NMR計測と,細胞内環境を模したcrowderによるin-vitro実験を行った.解析の結果,大腸菌,およびヒト培養細胞(HeLa)を用いたin-cell NMR測定から得られたスペクトルでは,unfold由来のピーク強度がfold由来ピークと比較して著しく増加していた.また,crowder実験では,分子特性の違いを考慮した様々なサイズの有機高分子を用いたところ,リゾチームとPEGを用いた際に,in-cell スペクトルと同様にunfold由来ピークの強度比の上昇が観測された.以上,これまでの結果から,Drk SH3蛋白質は,原核,真核細胞内で,ともにunfold構造に大きく傾くことが示唆された.また,人工的な混雑環境下でのin-vitro実験から,この存在比の変化は特定のcrowderを用いることにより,ある程度再現可能であることも示唆された.
DEST法を用いた細胞内ダイナミクス解析では,選択的安定同位体試料の作成と,Sf9を用いたin-cell NMRスペクトルの観測に成功した.しかしながら,依然S/N比が十分でなく,安定同位体試料の作成手順と測定法をより最適化する必要がある.DESTデータの解析プログラムの開発については,複数の速度論モデルにベイズ推定を用いてフィッティングさせるプログラムの開発に成功し,現在,性能評価を行っている.

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

    (32件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (27件) (うち招待講演 7件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] An in-cell NMR study of monitoring stress-induced increase of cytosolic Ca2+ concentration in HeLa cells2013

    • 著者名/発表者名
      Dambarudhar Shiba Sankar Hembrama, Takahiro Haremakia, Jumpei Hamatsua, Jin Inouea, Hajime Kamoshidaa, Teppei Ikeyaa, Masaki Mishimaa, Tsutomu Mikawab, Nobuhiro Hayashic, Masahiro Shirakawad, Yutaka Ito
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun

      巻: 438 号: 4 ページ: 653-659

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2013.07.127

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] NMR solution structure of a Chymotrypsin inhibitor from the Taiwan cobra Naja naja atra.2013

    • 著者名/発表者名
      Lin Y.J., Ikeya T., Guentert P. and Chang L.S.
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 18 号: 8 ページ: 8906-8918

    • DOI

      10.3390/molecules18088906

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-resolution heteronuclear multidimensional NMR of proteins living insect cells using a baculovirus protein expression system ≪2013

    • 著者名/発表者名
      Jumpei Hamatsu, Daniel O'Donovan, Takashi Tanaka, Takahiro Shirai, Yuichiro Hourai, Tsutomu Mikawa, Teppei Ikeya, Masaki Mishima, Wayne Boucher, Brian O. Smith, Ernest D. Laue, Masahiro Shirakawa, Yutaka Ito 4
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 135 号: 5 ページ: 1688-1691

    • DOI

      10.1021/ja310928u

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 蛋白質機能における構造-ダイナミクス-安定性の関係:In-cell NMRから分かること2013

    • 著者名/発表者名
      伊藤隆,濱津順平,池谷鉄兵
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 53 ページ: 76-81

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 生きた細胞中での蛋白質立体構造決定とダイナミクス解析2014

    • 著者名/発表者名
      池谷鉄兵
    • 学会等名
      第346回 CBI学会研究講演会
    • 発表場所
      東京大学山上会館
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] In-cell NMR法を用いた生きた細胞内での天然変性蛋白質の立体構造とダイナミクス2014

    • 著者名/発表者名
      池谷鉄兵
    • 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3回公開シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学医学部百年講堂
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 解析法: CYANAを用いた新しい高次構造計算2014

    • 著者名/発表者名
      池谷鉄兵
    • 学会等名
      In-cell NMR 講習会
    • 発表場所
      理化学研究所横浜研究所
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A NMR protein structure determination algorithm based on Bayesian inference2014

    • 著者名/発表者名
      Teppei Ikeya
    • 学会等名
      The Global Human Resource Program Bridging Across Physics and Chemistry
    • 発表場所
      首都大学東京国際交流会館
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Bayesian-based protein structure refinement2013

    • 著者名/発表者名
      Teppei Ikeya
    • 学会等名
      RRR 2013
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2013-01-31
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] NMRによる蛋白質分子立体構造解析の高精度化および細胞内計測を目指したCSとベイズ法適用の試み2013

    • 著者名/発表者名
      池谷鉄兵
    • 学会等名
      新学術領域4班合同ミニワークショップ
    • 発表場所
      京都大学工学部総合校舎
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 圧縮センシングを用いたNMR スペクトルの復元法2013

    • 著者名/発表者名
      角越和也,池谷鉄兵,伊藤隆,清水謙多郎
    • 学会等名
      第51回 日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      国立京都国際会館
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] NMR タンパク質立体構造決定のための新規構造最適化法の開発2013

    • 著者名/発表者名
      嶋崎真奈人,池谷鉄兵,三島正規,伊藤隆,Peter Guentert
    • 学会等名
      第51回 日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      国立京都国際会館
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] In-cell NMRを用いた,HeLa細胞内のストレス応答によるCa2+濃度変化のモニタリング2013

    • 著者名/発表者名
      鴨志田一,晴柀貴洋,濱津順平,井上仁, 池谷鉄兵,三島正規,白川昌宏,伊藤隆
    • 学会等名
      第52回NMR討論会
    • 発表場所
      石川県立音楽堂
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Sf9細胞のin-cell NMRにおけるアミノ酸選択的安定同位体標識2013

    • 著者名/発表者名
      田中孝,浜津順平,清和恵美子,池谷鉄兵,三島正規,伊藤隆
    • 学会等名
      第52回NMR討論会
    • 発表場所
      石川県立音楽堂
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] NMR蛋白質立体構造決定のための新規構造最適化法の開発2013

    • 著者名/発表者名
      嶋崎真那人,池谷鉄兵,三島正規,伊藤隆,Peter Guentert
    • 学会等名
      第52回NMR討論会
    • 発表場所
      石川県立音楽堂
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 天然変性蛋白質の細胞内解析に向けたペプチド分子の in-cell NMR 計測2013

    • 著者名/発表者名
      池谷鉄兵
    • 学会等名
      「天然変性タンパク質」領域班会議
    • 発表場所
      ひだホテルプラザ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] NMRタンパク質立体構造決定のための新規構造最適化法の開発2013

    • 著者名/発表者名
      池谷鉄兵,嶋崎真那人,三島正規,伊藤隆,Peter Guentert
    • 学会等名
      CREST/構造生命 合同キックオフミーテイング・研究成果報告会
    • 発表場所
      ラフォーレ琵琶湖
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Structural analysis of proteins inside living sf9 cells by in-cell NMR spectroscopy2013

    • 著者名/発表者名
      Tanaka T., Hamatsu J., Seiwa E., Ikeya T., Masaki M. and Ito Y.
    • 学会等名
      5th Asia-Pacific NMR Symposium
    • 発表場所
      Brisbane, Australia
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Multi-dimentional In-cell NMR Spectroscopy of Proteins in Hela Cells2012

    • 著者名/発表者名
      Dambrudhar Shiba Sanker Hembram,Jumpei Hamatsu, Takahiro Haremaki, Kaori Oonishi, Masahiro Shirakawa, Teppei Ikeya, Masaki Mishima, Yutaka Ito
    • 学会等名
      第85回日本生化学会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2012-12-14
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] メチル基選択的プロトン標識を用いたHeLa細胞中のin-cell NMR解析2012

    • 著者名/発表者名
      晴柀貴洋, Dambrudhar Shiba Sanker Hembram,浜津順平, 池谷鉄兵, 三島正規, 白川昌宏, 伊藤隆
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2012-12-11
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Multi-dimentional In-cell NMR Spectroscopy of Proteins in Hela Cells2012

    • 著者名/発表者名
      Dambrudhar Shiba Sanker Hembram,Jumpei Hamatsu, Takahiro Haremaki, Kaori Oonishi, Masahiro Shirakawa, Teppei Ikeya, Masaki Mishima, Yutaka Ito
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2012-12-11
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ベイズ法を利用した新規構造計算手法の開発2012

    • 著者名/発表者名
      池谷鉄兵,嶋崎真那人,三島正規,伊藤隆,Peter G#252;ntert
    • 学会等名
      第51回NMR討論会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2012-11-08
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] メチル基選択的プロトン標識を用いたHeLa細胞中のin-cell NMR解析2012

    • 著者名/発表者名
      晴柀貴洋, 浜津順平,Dambrudhar Shiba Sanker Hembram, 池谷鉄兵, 三島正規, 白川昌宏, 伊藤隆
    • 学会等名
      第51回NMR討論会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2012-11-08
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Sf9細胞のin-cell NMR: シグナル帰属と構造解析の試み2012

    • 著者名/発表者名
      浜津順平,田中孝,白井隆弘,池谷鉄兵,三島正規,白川昌宏,伊藤隆
    • 学会等名
      第51回NMR討論会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2012-11-08
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Sf9細胞のin-cell NMRにおける測定条件の最適化2012

    • 著者名/発表者名
      田中孝,浜津順平,清和恵美子,池谷鉄兵,三島正規,伊藤隆
    • 学会等名
      第51回NMR討論会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2012-11-08
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Nonlinear Samplingデータに対する複数の信号再構成法の包括的な比較2012

    • 著者名/発表者名
      山本晃広,池谷鉄兵,角越和也,三島正規,伊藤隆
    • 学会等名
      第51回NMR討論会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2012-11-08
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 二面角系分子動力学計算を用いたタンパク質立体構造決定における構造最適化計算法の開発2012

    • 著者名/発表者名
      嶋崎真那人, 池谷鉄兵,三島正規,伊藤隆,Peter G#252;ntert
    • 学会等名
      第51回NMR討論会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2012-11-08
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Structural and dynamics studies of protein in living cells by in-cell NMR spectroscopy2012

    • 著者名/発表者名
      Junpei Hamatsu,Dambrudhar Shiba Sanker Hembram, Masaki Mishima, Teppei Ikeya, Masahiro Shirakawa, Yutaka Ito
    • 学会等名
      XXVth ICMRBS
    • 発表場所
      フランス リヨン
    • 年月日
      2012-08-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Structure determination of the protein G B1 domain in living cells yb in-cell NMR spectroscopy2012

    • 著者名/発表者名
      Junpei Hamatsu, Daniel Nietlispach, Teppei Ikeya, Masaki Mishima, Mashiro Shirakawa, Yutaka Ito
    • 学会等名
      Molecular Crowding 2012
    • 発表場所
      スイス ルカルノ
    • 年月日
      2012-06-10
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 最新NMR構造決定法2012

    • 著者名/発表者名
      池谷鉄兵
    • 学会等名
      NMR discussion in KYOTO 2012
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 測定時間を劇的に短縮:Non-Uniform Sampling法の津々浦々2012

    • 著者名/発表者名
      池谷鉄兵
    • 学会等名
      NMR分光部会集中講義
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 首都大学東京 有機構造生物化学研究室

    • URL

      http://www.comp.tmu.ac.jp/osbc/Group_Ito/index.html

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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