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

2011 年度 研究成果報告書

• 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
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 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) ; 北村 朗 北海道大学, 大学院・先端生命科学研究院, 助教 (10580152)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2011
• キーワード: 生物物理 / 生体分子 / 蛍光測定 / 分子集合体 / 一分子検出 / 凝集タンパク質

研究概要

細胞の中ではその機能を支える分子が活発に動き回り,相互作用をしながらそれぞれの機能を支え,さらに細胞の高次機能を発現している。タンパク質の凝集体構造もある条件下では脱凝集を行うなど,細胞質内にある多くの分散しているタンパク質と交換していることが分かってきた。これまで細胞膜中でのタンパク質の動態を高感度に検出する全反射型蛍光相関分光法を開発してきた。これらの方法をさらに発展し同時多点測定可能なシステムの構築を行い,細胞膜や細胞内でのタンパク質の凝集や局在の変化をリアルタイムで検出する方法を開発することでタンパク質社会の解明を目的とした。

研究成果

• [雑誌論文] A Small Peptide Sequence is Sufficient for Initiating Kinesin-1 Activation Through Part of TPR Region of KLC1 (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawano T, Araseki M, Araki Y, Kinjo M, Yamamoto T, Suzuki T.
  • 雑誌名: Traffic 巻: (Epub ahead of print)
  • DOI: DOI:10.1111/j.1600-0854.2012.01350.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] A modified FCCS procedure applied to Ly49A-MHC class I cis-interaction studies in cell membranes (2011)
  • 著者名/発表者名: Stromqvist J, Johansson S, Xu L, Ohsugi Y, Andersson K, Muto H, Kinjo M, Hoglund P, Widengren J.
  • 雑誌名: Biophys J. 巻: 101(5) ページ: 1257-1269
  • DOI: DOI:10.1016/j.bpj.2011.06.057
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intracellular pH sensing using autofluorescence lifetime microscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Ogikubo S, Nakabayashi T, Adachi T, Islam MS, Yoshizawa T, Kinjo M, Ohta N.
  • 雑誌名: J Phys Chem B. 巻: 115(34) ページ: 10385-10390
  • DOI: DOI:10.1021/jp2058904
  • 査読あり
• [雑誌論文] Importance of sialic acid residues illuminated by live animal imaging using phosphorylcholine self-assembled monolayer-coated quantum dots (2011)
  • 著者名/発表者名: Ohyanagi T, Nagahori N, Shimawaki K, Hinou H, Yamashita T, Sasaki A, Jin T, Iwanaga T, Kinjo M, Nishimura S.
  • 雑誌名: J Am Chem Soc. 巻: 133(32) ページ: 12507-12517
  • DOI: DOI:10.1021/ja111201c
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct observation of dimerization between different CREB1 isoforms in a living cell (2011)
  • 著者名/発表者名: Sadamoto H, Saito K, Muto H, Kinjo M, Ito E.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 6(6)(Epub) ページ: e20285
  • DOI: DOI:10.1371/journal.pone.0020285
  • 査読あり
• [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, Shinoda K, et al.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 286(13) ページ: 11555-11562
  • DOI: DOI:10.1074/jbc.M110.181313
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analyzing the aggregation of polyglutamine-expansion proteins and its modulation by molecular chaperones (2011)
  • 著者名/発表者名: Kubota H, Kitamura A, Nagata K.
  • 雑誌名: Methods 巻: 53(3) ページ: 267-274
  • DOI: DOI:10.1016/j.ymeth.2010.12.035
  • 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, Kawai-Noma S, Pack CG, Terajima H, Yajima J, Nishizaka T, Kinjo M, Taguchi H.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 405(4) ページ: 638-643
  • DOI: DOI:10.1016/j.bbrc.2011.01.083
  • 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, Mikuni S, Kinjo M.
  • 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 (2011)
  • 著者名/発表者名: Mitsuhashi M, Sakata H, Kinjo M, Yazawa M, Takahashi M.
  • 雑誌名: J Biochem. 巻: 149(3) ページ: 253-263
  • DOI: DOI:10.1093/jb/mvq134
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simultaneous measurement of the caspase-3 and caspase-9 activities during induced apoptosis by fluorescence cross-correlation spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Sun F, Mikuni S, Kinjo M.
  • 雑誌名: Bioimages 巻: 18 ページ: 1-9
  • URL: https://www.jstage.jst.go.jp/article/bioimages/18/0/18_0_1/_article
  • 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, Muto H, Aizawa T, Okabe E, Myoba S, Yokoyama T, Saito S, Tatami F, Kumaki Y, Kamiya M, Kikukawa T, Mizuguchi M, Takiya S, Kinjo M, Demura M, Kawano K.
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 49(38) ページ: 8367-8375
  • DOI: DOI:10.1021/bi100448f
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo evidence for the fibrillar structures of Sup35 prion in yeast cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Kawai-Noma S, Pack CG, Kojidani T, Asakawa H, Hiraoka Y, Kinjo M, Haraguchi T, Taguchi H, Hirata A.
  • 雑誌名: J Cell Biol. 巻: 190(2) ページ: 223-231
  • DOI: DOI:10.1083/jcb.201002149
  • 査読あり
• [雑誌論文] Monitoring intracellular dagradation of exogenous DNA using diffusion properties (2010)
  • 著者名/発表者名: Sasaki A, Kinjo M.
  • 雑誌名: J Control Release 巻: 143(1) ページ: 104-111
  • DOI: DOI:10.1016/j.jconrel.2009.12.013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single mother-daughter pair analysis to clarify the diffusion properties of yeast prion Sup35 in guanidine-HCI-treated [PSI] cells (2009)
  • 著者名/発表者名: Kawai-Noma S, Pack CG, Tsuji T, Kinjo M, Taguchi H.
  • 雑誌名: Genes Cells 巻: 14(9) ページ: 1045-1054
  • DOI: DOI:10.1111/j.1365-2443.2009.01333.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multipoint fluorescence correlation spectroscopy with total internal reflection fluorescence microscope (2009)
  • 著者名/発表者名: Ohsugi Y, Kinjo M.
  • 雑誌名: J Biomed Opt. 巻: 14(1) ページ: 014030
  • DOI: DOI:10.1117/1.3080723
  • 査読あり
• [雑誌論文] The A-and B-type nuclear lamin networks: microdomains involved in chromatin organization and transcription (2008)
  • 著者名/発表者名: Shimi T, Pfleghaar K, Kojima S, Pack CG, Solovei I, Goldman AE, Adam SA, Shumaker DK, Kinjo M, Cremer T, Goldman RD.
  • 雑誌名: Genes Dev. 巻: 22(24) ページ: 3409-3421
  • DOI: DOI:10.1101/gad.1735208
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reciprocal interaction with G-actin and tropomyosin is essential for aquaporin-2 trafficking (2008)
  • 著者名/発表者名: Noda Y, Horikawa S, Kanda E, Yamashita M, Meng H, Eto K, Li Y, Kuwahara M, Hirai K, Pack C, Kinjo M, Okabe S, Sasaki S.
  • 雑誌名: J Cell Biol. 巻: 182(3) ページ: 587-601
  • DOI: DOI:10.1083/jcb.200709177
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulated motion of glycoproteins revealed by direct visualization of a single cargo in the endoplasmic reticulum (2008)
  • 著者名/発表者名: Nagaya H, Tamura T, Higa-Nishiyama A, Ohashi K, Takeuchi M, Hashimoto H, Hatsuzawa K, Kinjo M, Okada T, Wada I.
  • 雑誌名: J Cell Biol. 巻: 180(1) ページ: 129-143
  • DOI: DOI:10.1083/jcb.200704078
  • 査読あり
• [学会発表] 蛍光相関分光法とイメージングを用いたタンパク質凝集過程の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 金城政孝
  • 学会等名: 神戸大学先端融合科学シンポジウム「タンパク質アセンブリ～会合、超分子化、凝集～」
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2012-02-01
• [学会発表] 多点蛍光相関分光測定による生細胞観察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 金城政孝
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第32回年次大会
  • 発表場所: TKP仙台カンファレンスセンター
  • 年月日: 2012-01-30
• [学会発表] Biomolecular Dynamics in Living Cell Using Multipoint Fluorescence Correlation Spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Masataka Kinjo
  • 学会等名: The 13th Takayanagi Kenjiro memorial Symposium
  • 発表場所: 静岡大学
  • 年月日: 2011-11-18
• [学会発表] 蛍光相関分光法と超解像顕微鏡法を用いたタンパク質凝集過程の研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 金城政孝
  • 学会等名: 第4回タンパク質の異常凝集とその防御・修復機構に関する研究会
  • 発表場所: 京都大学原子炉実験所
  • 年月日: 2011-11-10
• [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
  • 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
  • 年月日: 2010-10-26
• [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^<th> International Symposium on Protein Community
  • 発表場所: Hotel Nikko Nara
  • 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
  • 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
  • 年月日: 2010-06-16
• [学会発表] 蛍光相関分光法を用いた蛋白質凝集過程の研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 金城政孝
  • 学会等名: 第2回タンパク質の異常凝集とその防御・修復機構に関する研究会
  • 発表場所: 京都大学原子炉実験所
  • 年月日: 2009-11-13
• [学会発表] 蛍光相関分光法を用いた細胞機能解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 金城政孝
  • 学会等名: 第31回光医学光生物学会
  • 発表場所: 梅田スカイビル
  • 年月日: 2009-07-24
• [学会発表] Membrane-binding proteins analyzed by multipoint total internal reflection fluorescence correlation spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Masataka Kinjo
  • 学会等名: International Symposium "Frontier-Immuno-Imaging"
  • 発表場所: Osaka University
  • 年月日: 2009-05-11
• [学会発表] Dybamic Aspects of Protein in Living Cell Investigated by Total Internal Reflection Fluourescence Correlation Spectroscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: Masataka Kinjo
  • 学会等名: International Congress on Cell Biology
  • 発表場所: COEX Inter Continental Seoul
  • 年月日: 2008-10-09
• [学会発表] 蛍光相関分光法を利用した in vivo分子間相互作用解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 金城政孝
  • 学会等名: 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2007-12-13
• [学会発表] 蛍光相関分光法によるタンパク質の機能解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 金城政孝
  • 学会等名: 第59回日本細胞生物学会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2007-05-29
• [図書] 生細胞における蛍光相関分光分析(ぶんせき4(436)) (2011)
  • 著者名/発表者名: 金城政孝
  • 総ページ数: 221-228
• [図書] First Steps for Fluorescence Correlation Spectroscopy of Living Cells(Live Cell Imaging -A Laboratory Manual- Edited by Goldman R, Swedolow J, Spector D.) (2010)
  • 著者名/発表者名: Kinjo M, Sakata H, Mikuni S.
  • 総ページ数: 229-238
  • 出版者: Cold Spring Harbor Laboratory Press
• [図書] 蛍光相関法によるタンパク質の機能解析(生化学82(12)) (2010)
  • 著者名/発表者名: 金城政孝
  • 総ページ数: 1103-1116
• [図書] 蛍光ゆらぎ測定による細胞の機能解析～蛍光相関イメージング,夜明け前(蛋白質核酸酵素54) (2009)
  • 著者名/発表者名: 金城政孝
  • 総ページ数: 1218-1223
• [図書] 相互作用の定量化：イメージングと蛍光相関分光法(科学と生物45) (2007)
  • 著者名/発表者名: 金城政孝
  • 総ページ数: 570-756
• [図書] FCCSによるタンパク質相互作用解析(別冊 分子間相互作用解析ハンドブック) (2007)
  • 著者名/発表者名: 三國新太郎、小暮貴子、宮脇敦史、金城政孝
  • 総ページ数: 90-95
• [図書] 蛍光相関分光法(FCS)の基礎(生細胞蛍光イメージング顕微鏡コースブック) (2007)
  • 著者名/発表者名: 金城政孝
  • 総ページ数: 101-109
  • 出版者: 共立出版
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://www.lfsci.hokudai.ac.jp/labs/infmcd/index.html
• [備考] NHKサイエンス・ゼロに出演(金城、北村、三國) 2009年2月14日(土曜日)タンパク質凝集を生細胞で測定するための意義と,病気との関連について解説した。