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SecDFのタンパク質膜透過促進機構に関する電子顕微鏡構造解析

公募研究

研究領域細胞シグナリング複合体によるシグナル検知・伝達・応答の構造的基礎
研究課題/領域番号 25121742
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
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

三尾 和弘  独立行政法人産業技術総合研究所, 創薬分子プロファイリング研究センター, 主任研究員 (40470041)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2014年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2013年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
キーワード膜蛋白質 / 電子顕微鏡 / 構造解析 / 単粒子解析 / トモグラフィー
研究実績の概要

SecDFはトランスロコン複合体において、膜を通過したペプチドをつかんでペリプラズム側に引き上げることで、淀みないペプチド輸送を可能にする。結晶解析からSecDFにはペプチド引き上げの初期状態(F型)と、後期状態(I型)の少なくとも2つの構造があることが示唆されたが、その構造変化については証明されていなかった。
高純度に精製したタンパク質を電子顕微鏡撮像し、得られた大量の画像データから単粒子解析法により3次元構造解析を行った。またHigh angle annular dark field-STEM走査透過電子顕微鏡を用いて50個のSecDFタンパク質をトモグラフィーで撮影して3次元構造決定を行った。それらを多変量解析による階層的クラスタリング分類したところ、P1Head領域の構造としては全体構造で決定されたF-formと、部分構造で見られたI-formが主要な構造状態であることが示され、統計学的手法を用いて行った単粒子構造解析の結果とも一致した。またそれらの中間と思われる構造も多数見つかったことから、SecDFは主要な2型の間で自身の構造を大きく変えることで新生ペプチドの膜透過を助けている仕組みが示唆された。またI型のみを効率よく選び出すために、Ile272とLeu422をシステイン置換したコンストラクトを用いた単粒子構造解析からはP1ヘッド構造の立った粒子像が観測され、分子内架橋によってI型構造比率を高めた試料となることがわかった。これら得られた結果を (J Struct Funct Genomics, 15, 107 (2014))に報告した。更に単粒子解析技術を広めることを目的に、一般研究者や大学院生等が広く目を通す科学雑誌に概説を記した(実験医学、32,540,2014)。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Conformational variation of the translocon enhancing chaperone SecDF2014

    • 著者名/発表者名
      K.Mio, T.Tsukazaki, H.Mori, M.Kawata, T.Moriya, Y.Sasaki, R.Ishitani, K.Ito, O.Nurekiand C.Sato
    • 雑誌名

      J Struct Funct Genomics

      巻: 15 号: 3 ページ: 107-115

    • DOI

      10.1007/s10969-013-9168-4

    • NAID

      120005716853

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Long-term Expression of the Lamin A Mutant Associated with Dilated Cardiomyopathy Induces Senescence.2014

    • 著者名/発表者名
      Moriuchi T, Osumi T, Mio K, Muraoka T, Hirose F,
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 19 号: 12 ページ: 901-908

    • DOI

      10.1111/gtc.12189

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Establishment of culture systems for Genotypes 3 and 4 hepatitis E virus (HEV) obtained from human blood and application of HEV inactivation using a pathogen reduction technology system.2014

    • 著者名/発表者名
      Owada T, Kaneko M, Matsumoto C, Sobata R, Igarashi M, Suzuki K, Matsubayashi K, Mio K, Uchida S, Satake M, Tadokoro K.
    • 雑誌名

      Transfusion

      巻: 54 号: 11 ページ: 107-115

    • DOI

      10.1111/trf.12686

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 3D structure determination of protein using TEM single particle analysis2014

    • 著者名/発表者名
      Sato C, Mio K, Kawata M, Ogura T
    • 雑誌名

      Microscopy

      巻: 63 号: suppl 1 ページ: i9-i10

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfu074

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Conformational variation of the translocon enhancing chaperone SecDF.2014

    • 著者名/発表者名
      Mio K, Tsukazaki T, Mori H, Kawata M, Moriya T, Sasaki Y, Ishitani R, Ito K, Nureki O, Sato C.
    • 雑誌名

      Journal of Structural Function and Genomics

      巻: -

    • NAID

      120005716853

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] TRPチャネルとOrai-STIM複合体系の構造と局在の解析2014

    • 著者名/発表者名
      三尾和弘、丸山雄介、小椋俊彦、佐藤主税
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 32 ページ: 540-548

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] Membrane cholesterol modulates the hyaluronan-binding ability of CD44 in T lymphocytes and controls rolling under shear flow.2013

    • 著者名/発表者名
      Murai T, Sato C, Sato M, Nishiyama H, Suga M, Mio K, Kawashima H.
    • 雑誌名

      Journal of Cell Science

      巻: 126 ページ: 3284-3294

    • DOI

      10.1242/jcs.120014

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel Convergence-Oriented Approach for Evaluation and Optimization of Workflow in Single Particle 2D Averaging of Electron Microscope Images,2013

    • 著者名/発表者名
      T.Moriya, K.Mio, C.Sato
    • 雑誌名

      Microscopy

      巻: 62 号: 5 ページ: 491-513

    • DOI

      10.1093/jmicro/dft026

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Molecular basis of conformational dynamics and enzymatical maturation process of nuclear lamin A related to onset of laminopathies2014

    • 著者名/発表者名
      三尾 和弘、三尾 宗代、杉木 俊彦、角田 舞
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-11-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 犬ジステンパーウイルスエンベロープタンパク質HおよびFの相互作用解析と電子顕微鏡による構造解析2014

    • 著者名/発表者名
      依田芽生, 福原秀雄, 武田森, 三尾和弘, PLATTET Philippe, 竹田誠, 前仲勝実
    • 学会等名
      第63回日本ウイルス学会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-11-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] E型肝炎ウイルス(HEV)は、そのビリオン以外に、化学的性質の異なるカプシド蛋白も、多量に産生する2014

    • 著者名/発表者名
      大和田尚、松本千惠子、三尾和弘、篠原直也、蕎麦田理英子、内田茂治、佐竹正博、田所憲治
    • 学会等名
      第63回日本ウイルス学会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-11-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Molecular basis of conformational dynamics and enzymatical maturation process of nuclear lamin A related to onset of laminopathies2014

    • 著者名/発表者名
      角田 舞、三尾 宗代、杉木 俊彦、三尾 和弘
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2014-09-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Observation of Tissues in Solution by Atmospheric Scanning Electron Microscope (ASEM)2014

    • 著者名/発表者名
      N. Mentily, K. Mio, M. Sato, T. Ebihara, C. Sato
    • 学会等名
      Microscopy & Microanalysis 2014
    • 発表場所
      Hartford, CT
    • 年月日
      2014-08-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Conformational variation of the peptide permeable channel chaperone revealed by electron microscopy2014

    • 著者名/発表者名
      K.Mio
    • 学会等名
      4th Asia Pacific Protein Association Conference
    • 発表場所
      Jeju, Korea
    • 年月日
      2014-05-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質膜輸送を促進する膜タンパク質SecDFの構造解析2014

    • 著者名/発表者名
      三尾 和弘、川田 正晃、守屋 俊夫、佐々木 義和、佐藤 主税
    • 学会等名
      第70回日本顕微鏡学会
    • 発表場所
      幕張
    • 年月日
      2014-05-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Conformational dynamics of nuclear lamin A and laminopathic mutated proteins revealed by electron microscopy and high speed atomic force microscopy

    • 著者名/発表者名
      三尾 和弘、山下 隼人、杉木 俊彦、松田 知栄、三尾 宗代、林 由起子
    • 学会等名
      2013 Scientific Workshop Progeria Research Foundation
    • 発表場所
      Bethesda, MD, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Three dimensional reconstruction of HLA-G2/G6 isoform

    • 著者名/発表者名
      三尾 和弘、黒木 喜美子、松原 永季、笠井 宣征、佐藤 主税、前仲 勝実
    • 学会等名
      International Conference on Structural Genomics 2013
    • 発表場所
      Keio Plaza Hotel, Sapporo Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Three dimensional reconstruction of HLA-G2/G6 isoform

    • 著者名/発表者名
      三尾 和弘、黒木 喜美子、松原 永季、笠井 宣征、佐藤 主税、前仲 勝実
    • 学会等名
      第 51 回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      京都国際会館、京都
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Conformational variation of the translocon enhancing chaperone SecDF

    • 著者名/発表者名
      三尾和弘
    • 学会等名
      JSB-BA Seminar 2013
    • 発表場所
      Max Planck Florida Institute, Jupiter, FL, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] 実験医学2014

    • 著者名/発表者名
      三尾和弘、丸山雄介、小椋俊彦、佐藤主税
    • 総ページ数
      9
    • 出版者
      羊土社
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 産業技術総合研究所 創薬分子プロファイリング研究センター

    • URL

      http://www.molprof.jp/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] https://unit.aist.go.jp/biomed-ri/ci/index.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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