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生細胞内の秩序構造が誘起する蛋白質立体構造の安定性

公募研究

研究領域生命分子システムにおける動的秩序形成と高次機能発現
研究課題/領域番号 26102538
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 理工系
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) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2015年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2014年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワードin-cell NMR / NMR立体構造解析 / PCS / In-cell NMR / 分子クラウディング / 天然変性蛋白質 / 蛋白質のダイナミクス / NMR緩和解析
研究実績の概要

蛋白質の細胞内ダイナミクス解析では,TTHA1718とGB1蛋白質について,T1, T2, DESTのモデル解析を行った.解析の結果,細胞内では100msec程度の交換速度で,TTHA1718とGB1蛋白質の数%が細胞内の超巨大分子と相互作用していることが示唆された.特定の相互作用部位の存在は示唆されなかった.現在,人工の分子クラウダーでも同様な解析を行い,細胞内環境のデータとの比較を進めている.
不安定構造を有する蛋白質の細胞内解析では,pH 6.0の通常の緩衝液下でフォールドとアンフォールド構造が1:1で存在することが明らかになっているDrk蛋白質の構造解析を進めている.これまで,アンフォールド状態を持つと知られている蛋白質N末端側のSH3ドメインのみの解析を行ってきたが,本年度は,Drk蛋白質全長の構造解析を行った.全長の解析から,二状態存在する機構の解明と,この蛋白質の本来持つ特性を理解することを目指す.Drk蛋白質全長の試料は,cell freeのシステムを用いることで,大量発現と精製に成功した.3D 3重共鳴スペクトルの測定にも成功し,現在,蛋白質主鎖連鎖帰属の解析を進めている.
大腸菌を用いた蛋白質の立体構造決定では,QME(Quantitative Maximum Entropy)によるNMR信号の再構成,FLYAによる蛋白質側鎖の共鳴信号の自動帰属,ベイズ推定を用いた立体構造計算の3つの新規手法を組み合わせることで,従来よりもはるかに高精度に立体構造が決定できることを示した.

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 1件、 招待講演 9件)

  • [雑誌論文] Protein NMR Structure Refinement based on Bayesian Inference2016

    • 著者名/発表者名
      Teppei Ikeya, Shiro Ikeda, Takanori Kigawa, Yutaka Ito and Peter Guentert
    • 雑誌名

      J. Phys.: Conf. Ser.

      巻: 699 ページ: 012005-012005

    • DOI

      10.1088/1742-6596/699/1/012005

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 生命分子のNMR計測・解析への応用2016

    • 著者名/発表者名
      葛西卓磨,池谷鉄兵,木川隆則
    • 雑誌名

      電子情報通信学会

      巻: -

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of the reliability of the maximum entropy method for reconstructing 3D and 4D NOESY-type NMR spectra of proteins.2015

    • 著者名/発表者名
      Shigemitsu, Y., Ikeya, T., Yamamoto, A., Tsuchie, Y., Mishima, M., Smith, B. O., Guentert, P. & Ito, Y.
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Res. Commun.

      巻: 457 号: 2 ページ: 200-205

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2014.12.088

    • 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] Influence of incomplete NOESY peaks of the interface residues on structure determinations of homodimeric proteins.2014

    • 著者名/発表者名
      Lin, Y. J., Ikeya, T., Kirchner, D. K. & Guentert, P.
    • 雑誌名

      J. Chin. Chem. Soc.

      巻: 61 号: 12 ページ: 1297-1306

    • DOI

      10.1002/jccs.201400095

    • 関連する報告書
      2014 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] Automated resonance assignment of the 21 kDa stereo-array isotope labeled thioldisulfide oxidoreductase DsbA.2014

    • 著者名/発表者名
      Schmidt, E., Ikeya, T., Takeda, M., Loehr, F., Buchner, L., Ito, Y., Kainosho, M., Guentert, P.
    • 雑誌名

      J. Magn. Reson.

      巻: 249 ページ: 88-93

    • DOI

      10.1016/j.jmr.2014.10.005

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] スパースモデリングによるNMR計測・解析の高速高精度化2016

    • 著者名/発表者名
      木川隆則,葛西卓磨,池谷鉄兵
    • 学会等名
      疎水モデリング 2015年度公開シンポジウム
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2016-03-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Protein NMR Structure Refinement based on Bayesian Inference2015

    • 著者名/発表者名
      Teppei Ikeya, Shiro Ikeda, Takanori Kigawa, Yutaka Ito, Peter Guentert
    • 学会等名
      High-Dimensional Data Driven Science
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-12-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ヒト培養細胞を用いた異種核多次元in-cell NMR測定2015

    • 著者名/発表者名
      鴨志田一,井上仁,猪俣晃介,池谷鉄兵, 三島 正規,伊藤隆
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Three-dimensional protein structure and dynamics in living cells2015

    • 著者名/発表者名
      Teppei Ikeya, Jin Inoue, Peter Guentert, Yutaka Ito
    • 学会等名
      動的秩序と生命 第4回国際シンポジウム
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2015-11-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Sf9細胞のin-cell NMRによる蛋白質の立体構造解析の試み2015

    • 著者名/発表者名
      田中孝,池谷鉄兵,濱津順平,三島正規,Peter Guentert,伊藤隆
    • 学会等名
      第54回NMR討論会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2015-11-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] HeLa細胞およびSf9細胞のin-cell NMR測定のためのバイオリアクターシステムの検討2015

    • 著者名/発表者名
      石川真帆,鴨志田一,田中孝,池谷鉄兵,三島正規,伊藤隆
    • 学会等名
      第54回NMR討論会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2015-11-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ヒト培養細胞を用いた異種核3次元in-cell NMR測定2015

    • 著者名/発表者名
      鴨志田一,井上仁,猪俣晃介,新井祟一郎,池谷鉄兵, 三島 正規,伊藤隆
    • 学会等名
      第54回NMR討論会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2015-11-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 複数の正則化項を用いた圧縮センシングによるNMRスペクトルの再構成2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Sumikoshi, Teppei Ikeya, Yutaka Ito, Kentaro Shimizu
    • 学会等名
      第53回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ヒト培養細胞を用いた異種核多次元in-cell NMR測定2015

    • 著者名/発表者名
      鴨志田一,井上仁,猪俣晃介,池谷鉄兵, 三島 正規,伊藤隆
    • 学会等名
      第15回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      2015-06-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ベイズ推定を用いた立体構造計算と in-cell NMR データへのアプローチ2015

    • 著者名/発表者名
      池谷鉄兵
    • 学会等名
      In-cell NMR シンポジウム
    • 発表場所
      東京 秋葉原
    • 年月日
      2015-04-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A NMR protein structure determination algorithm based on Bayesian inference2015

    • 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
    • 年月日
      2015-01-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Dynamical ordering of biomolecular systems for creation of integrated functions2015

    • 著者名/発表者名
      Teppei Ikeya, Yutaka Ito
    • 学会等名
      "Dynamical ordering of biomolecular systems for creation of integrated functions" The 3rd International Symposium
    • 発表場所
      三重
    • 年月日
      2015-01-10 – 2015-01-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] NMR法の基礎2015

    • 著者名/発表者名
      池谷鉄兵, 伊藤隆
    • 学会等名
      新学術領域「生命分子システムにおける動的秩序形成と高次機能発現」 計算・計測セミナー
    • 発表場所
      三重
    • 年月日
      2015-01-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] スパースモデリングによるNMR計測・解析の高速高精度化2014

    • 著者名/発表者名
      木川隆則,葛西卓磨,池谷鉄兵
    • 学会等名
      新学術領域「スパースモデリングの深化と高次元データ駆動科学の創 成」公開シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2014-12-15 – 2014-12-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Three-Dimensional Protein Structure and Dynamics in Living Cells2014

    • 著者名/発表者名
      Teppei Ikeya, Jin Inoue, Peter Guentert, Yutaka Ito
    • 学会等名
      7th Korea-Japan Seminars on Biomolecular Sciences
    • 発表場所
      ソウル,韓国
    • 年月日
      2014-11-26 – 2014-11-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生きた細胞内での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,伊藤隆
    • 学会等名
      第42回構造活性相関シンポジウム
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      2014-11-13 – 2014-11-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ベイズ推定を利用したNMR蛋白質構造最適化法の開発2014

    • 著者名/発表者名
      池谷鉄兵, 伊藤隆, Peter Guentert
    • 学会等名
      第53回NMR討論会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2014-11-04 – 2014-11-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Sf9細胞のin-cell NMR を用いた3D NOESYスペクトルの測定2014

    • 著者名/発表者名
      田中孝,濱津順平,池谷鉄兵,三島正規,伊藤隆
    • 学会等名
      第53回NMR討論会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2014-11-04 – 2014-11-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ヒト培養細胞を用いたcalbindin D9kのin-cell NMR測定2014

    • 著者名/発表者名
      鴨志田一,石川真帆,田中孝,井上仁,池谷 鉄兵三島 正規,白川 昌宏,伊藤隆
    • 学会等名
      第53回NMR討論会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2014-11-04 – 2014-11-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 生きた細胞中の天然変性蛋白質の動態2014

    • 著者名/発表者名
      池谷鉄兵, 井上仁, 伊藤隆
    • 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 – 2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ベイズ推定を利用したNMR蛋白質構造最適化法の開発2014

    • 著者名/発表者名
      池谷鉄兵, 伊藤隆, Peter Guentert
    • 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 – 2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] NMR スペクトルの再構成における圧縮センシングの基底選択の影響2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Sumikoshi , Teppei Ikeya , Yutaka Ito , Kentaro Shimizu
    • 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 – 2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質の立体構造計算におけるNMRデータの可視化2014

    • 著者名/発表者名
      池谷鉄兵, 伊藤隆, Peter Guentert
    • 学会等名
      日本分光学会NMR分科会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A refinement method for NMR protein structure determination based on Bayesian inference2014

    • 著者名/発表者名
      Teppei Ikeya, Yutaka Ito, Peter Guentert
    • 学会等名
      XXVIth ICMRBS
    • 発表場所
      Dallas, Texas USA
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structural analysis of proteins inside living sf9 cells by in-cell NMR spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      Takashi Tanaka, Jumpei Hamatsu, Emiko Seiwa, Teppei Ikeya, Masaki Mishima, Yutaka Ito
    • 学会等名
      XXVIth ICMRBS
    • 発表場所
      Dallas, Texas USA
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] An in-cell NMR study of monitoring stress-induced increase of cytosolic Ca2+ concentration in HeLa cells2014

    • 著者名/発表者名
      Dambarudhar Shiba Sanker Hembram, Hajime Kamoshida, Takahiro Haremaki, Jumpei Hamatsu, Jin Inoue, Teppei Ikeya, Masaki Mishima, Masahiro Shirakawa, Yutaka Ito
    • 学会等名
      XXVIth ICMRBS
    • 発表場所
      Dallas, Texas USA
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 生細胞内の秩序構造が誘起する蛋白質立体構造の安定性2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤隆,池谷鉄兵
    • 学会等名
      新学術領域「生命分子システムにおける動的秩序形成と高次機能発現」 領域会議
    • 発表場所
      石川県小松市
    • 年月日
      2014-08-04 – 2014-08-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] NMRを用いた細胞内環境における蛋白質のフォールディング解析2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤隆, 井上仁, 池谷鉄兵
    • 学会等名
      第14回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-06-25 – 2014-06-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ベイズ推定を用いたNMRデータのモデリングと蛋白質立体構造計算2014

    • 著者名/発表者名
      池谷鉄兵, 池田思朗, 木川隆則,伊藤隆, Peter Guentert
    • 学会等名
      新学術領域「スパースモデリングの深化と高次元データ駆動科学の創成」領域会議
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2014-06-19 – 2014-06-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A NMR structure calculation algorithm based on Bayesian inference2014

    • 著者名/発表者名
      池谷鉄兵,伊藤隆
    • 学会等名
      阪大学蛋白質研究所セミナー IPR Seminar
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-06-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Applications of nonlinear sampling and maximum entropy reconstruction to problematic protein samples2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤隆,池谷鉄兵
    • 学会等名
      阪大学蛋白質研究所セミナー IPR Seminar
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-06-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-28  

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