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2010 年度 実績報告書

相関分光法を用いた凝集体タンパク質の品質評価の確立

計画研究

研究領域タンパク質社会の研究の総合的推進
研究課題/領域番号 19058001
研究機関北海道大学

研究代表者

金城 政孝  北海道大学, 大学院・先端生命科学研究院, 教授 (70177971)

研究分担者 三國 新太郎  北海道大学, 大学院・医学研究科, 特任助教 (40435954)
キーワード生物物理 / 生体分子 / 蛍光測定 / 分子集合体 / 1分子検出 / 凝集タンパク質 / 蛍光相互相関分析 / 酵母プリオン
研究概要

生きた細胞内ではタンパク質は動的に相互作用を繰り返し機能している。このようなタンパク質の機能を明らかにするためには生細胞内での複合体や凝集体の相互作用の定量的な把握が重要であること必要である。本研究はこのような凝集体や複合体の形成をいち早く検出し分子の挙動を細胞内で高感度に検出するシステムの構築を行うことを目的としている。これまで全反射型蛍光相関装置の高感度化と生細胞内におけるタンパク質凝集検出システムの構築を行い,生細胞内における新たな定量的解析法を確立しタンパク質社会研究に貢献する。
そのため本年は,酵母プリオンを凝集体タンパク質との相互作用の研究対象とした。特に,シャペロン系タンパク質の相互作用解析として出芽酵母のHsp104を対象とした。Hsp104はSup35タンパク質の凝集・脱凝集を司る因子として知られているが,実際の酵母細胞内での挙動は明らかではない。そこで,まず蛍光相互相関法を用いてSup35・Hsp104タンパク質の相互作用測定条件を明らかにした。次にHsp104のATPase活性を阻害するグアニジン塩酸塩(GdnHCl)を細胞抽出液に添加してFCCS測定を行った。その結果、濃度依存的に相互相関関数が消失することが分かった。100%相互作用していると考えられるモデルタンパク質の値で規格化すると、Sup35が凝集する[PSI+]では約半数のSup35可溶性オリゴマーがHsp104と相互作用しているということが分かった。このことは、Hsp104は脱凝集機構に必要なATPase活性を用いて可溶性Sup35オリゴマーと結合していることが考えられる。次に,溶液の中のATP濃度を変化させたところ,10mMATPでは相互作用が消失し,1mMATPでは相互作用が検出された。一見矛盾する結果のようであるが,ATP分解活性が結合ではなく,解離に関係することを示唆している結果と考えている。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (12件)

  • [雑誌論文] Two distinct amyloid {beta}-protein (A{beta}) assembly pathways leading to oligomers and fibrils identified by combined fluorescence correlation spectroscopy, morphology and toxicity analyses.2011

    • 著者名/発表者名
      Matsumura S
    • 雑誌名

      J Biol Chem

      巻: 286(13) ページ: 11555-11562

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single-particle tracking of quantum dot-conjugated prion proteins inside yeast cells.2011

    • 著者名/発表者名
      Tsuji T
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun

      巻: 405(4) ページ: 638-643

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Monitoring the caspase cascade in single apoptotic cells using a three-color fluorescent protein substrate.2011

    • 著者名/発表者名
      Sun F
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun

      巻: 404(2) ページ: 706-710

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic Assembly Properties of Nonmuscle Myosin II Isoforms Revealed by Combination of Fluorescence Correlation Spectroscopy and Fluorescence Cross-Correlation Spectroscopy.2010

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhashi M
    • 雑誌名

      J Biochem

      巻: 149(3) ページ: 253-263

    • 査読あり
  • [雑誌論文] STPR, a 23-amino acid tandem repeat domain, found in the human function-unknown protein ZNF821.2010

    • 著者名/発表者名
      Nonaka Y
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 49(38) ページ: 8367-8375

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In vivo evidence for the fibrillar structures of Sup35 prions in yeast cells.2010

    • 著者名/発表者名
      Kawai-Noma S
    • 雑誌名

      J Cell Biol

      巻: 190(2) ページ: 223-231

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A quantum dot-based ratiometric pH sensor.2010

    • 著者名/発表者名
      Jin T
    • 雑誌名

      Chem Commun (Camb)

      巻: 46(14) ページ: 2408-2410

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kinesin-1/Hsc70-dependent mechanism of slow axonal transport and its relation to fast axonal transport.2010

    • 著者名/発表者名
      Terada S
    • 雑誌名

      EMBO J

      巻: 29(4) ページ: 843-854

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 蛍光相関法によるタンパク質の機能解析2010

    • 著者名/発表者名
      金城政孝
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 82(12) ページ: 1103-1116

    • 査読あり
  • [学会発表] Fluorescence correlation analysis of intranuclear transcriptional activity of glucocorticoid receptor.2011

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Mikuni
    • 学会等名
      2^<nd> International Symposium on Photonic Bioimaging
    • 発表場所
      Hilton Niseko Village (Niseko, Japan)(招待講演)
    • 年月日
      2011-02-10
  • [学会発表] Study of protein dynamics in live cell using multipoint temporal and spatial correlation spectroscopy analysis.2011

    • 著者名/発表者名
      Masataka Kinjo
    • 学会等名
      2^<nd> International Symposium on Photonic Bioimaging
    • 発表場所
      Hilton Niseko Village (Niseko, Japan)(招待講演)
    • 年月日
      2011-02-08
  • [学会発表] The relationship between the landscape of the diffusion property and transcriptional activity of glucocorticoid recetor.2011

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Mikuni
    • 学会等名
      International Symposium Physicochemical Field for Genetic Activities
    • 発表場所
      Awaji Yumebutai International Conference Center (Awaji, Japan)
    • 年月日
      2011-01-24
  • [学会発表] Dynamic properties of cell structure analyzed by fluorescence correlation spectroscopy.2010

    • 著者名/発表者名
      Masataka Kinjo
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Hilton Hawaiian Village (Honolulu, Hawaii, U.S.A)(招待講演)
    • 年月日
      2010-12-19
  • [学会発表] 多焦点蛍光相関分光法:蛍光相関イメージングへ向けて2010

    • 著者名/発表者名
      金城政孝
    • 学会等名
      平成22年度 日本分光学会 ナノ分光部会・生細胞分光部会 合同シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学小柴ホール(東京都)(招待講演)
    • 年月日
      2010-12-10
  • [学会発表] 多点蛍光相関分光装置の構築と細胞内測定2010

    • 著者名/発表者名
      金城政孝
    • 学会等名
      第3回 タンパク質の異常凝集とその防御・修復機能に関する研究会
    • 発表場所
      京都大学原子炉実験所(大阪府泉南郡)(招待講演)
    • 年月日
      2010-11-12
  • [学会発表] Study of molecular complexes in live cell using multipoint temporal and spatial correlation spectroscopy analysis.2010

    • 著者名/発表者名
      Masataka Kinjo
    • 学会等名
      13^<th> Carl Zeiss Sponsored International Workshop on FCS and Related Methods
    • 発表場所
      The National University of Singapore (Singapore)(招待講演)
    • 年月日
      2010-10-26
  • [学会発表] Imaging correlation analysis of intranuclear transcriptional activity of glucocorticoid receptor2010

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Mikuni
    • 学会等名
      日本生物物理学会第48回年会
    • 発表場所
      東北大学川内北キャンパス(仙台市)
    • 年月日
      2010-09-22
  • [学会発表] Study of molecular interaction in live cell using multipoint temporal and spatial correlation spectroscopy analysis.2010

    • 著者名/発表者名
      Masataka Kinjo
    • 学会等名
      The 3^<rd> International Symposium on Protein Community
    • 発表場所
      Hotel Nikko Nara (Nara, Japan)(招待講演)
    • 年月日
      2010-09-16
  • [学会発表] Cell membrane-binding proteins analyzed by multi-point total internal reflection fluorescence correlation spectroscopy.2010

    • 著者名/発表者名
      Masataka Kinjo
    • 学会等名
      Japan-Korea Workshop of FCS and FCCS
    • 発表場所
      Korea Advanced Institute of Science and Technology (Daejon, Korea)(招待講演)
    • 年月日
      2010-08-27
  • [学会発表] 生細胞におけるタンパク質社会のイメージングに向けて2010

    • 著者名/発表者名
      金城政孝
    • 学会等名
      第10回日本蛋白質学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(札幌市)(招待講演)
    • 年月日
      2010-06-16
  • [学会発表] 蛍光相関分光法を用いた細胞内導入DNAの解析2010

    • 著者名/発表者名
      金城政孝
    • 学会等名
      遺伝子・デリバリー研究会 第10回シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学学術交流会館(札幌市)(招待講演)
    • 年月日
      2010-06-03

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公開日: 2012-07-19  

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