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2007 年度 実績報告書

シャペロニン機能の1分子イメージング

研究課題

研究課題/領域番号 06J10141
研究機関東京大学

研究代表者

飯塚 怜  東京大学, 大学院・薬学系研究科, 特別研究員(PD)

キーワードシャペロニン / 古細菌 / 1分子蛍光イメージング
研究概要

1.シャペロニンの構造変化の1分子蛍光イメージング
昨年度に引き続き、超好熱性古細菌Thermococcus sp.strian KS-1(T.KS-1)由来シャペロニンの基質タンパク質を取り込む空洞部分の蓋構造(Helical protrusion)の開閉を、1分子レベルで可視化することを試みた。新たに、励起に直線偏光を用い、その偏光を回転させて色素からの蛍光を経時的に観察することから蛍光色素1分子の配向を検出する光学系を構築した。ATP存在下において、その配向が大きく変化する輝点が観察された。電子顕微鏡観察より得られた三次元再構成像から、ATPの添加に伴い、Helical protrusionは約40°回転することが示唆されている。蛍光色素の配向の差異から見積もられる角度変化は、これとよく一致した。
2.シャペロニンC末端領域の機能解析
大腸菌のシャペロニンGroELのC末端20残基欠損変異体の機能解析を行った。GroELはATP加水分解を境に、3秒間の基質タンパク質のフォールディングを阻害する過程、5秒間のフォールディングを行わせる過程の2つのタイマーを備えている。興味深いことにC末端欠損変異体は、初めの3秒の過程が5秒に延長したのに対し、後ろの5秒の過程は変化しなかった。この結果から、C末端領域はATP加水分解に伴う構造変化を動的に制御していると予想された。
3.プレフォルディンの機能及び構造解析
T.KS-1シャペロニンとプレフォルディンとの協調作用についての解析を行い、両者の親和性と基質タンパク質の受け渡し速度との間に相関を見出した。また、T.KS-1プレフォルディンβサブユニットの結晶構造を決定した。これまでに報告きれているプレフォルディンの結晶構造に比べ、変性タンパク質及びシャペロニンとの結合に関与する部位の構造が詳細に決定することできた。
大腸菌のシャペロニンGroELのC末端20残基欠損変異体の機能解析を行った。GroELはATP加水分解を境に、3秒間の基質タンパク質のフォールディングを阻害する過程、5秒間のフォールディングを行わせる過程の2つのタイマーを備えている。興味深いことにC末端欠損変異体は、初めの3秒の過程が5秒に延長したのに対し、後ろの5秒の過程は変化しなかった。この結果から、C末端領域はATP加水分解に伴う構造変化を動的に制御していると予想された。
3.プレフォルディンの機能及び構造解析
T.KS-1シャペロニンとプレフォルディンとの協調作用についての解析を行い、両者の親和性と基質タンパク質の受け渡し速度との間に相関を見出した。また、T.KS-1プレフォルディンβサブユニットの結晶構造を決定した。これまでに報告きれているプレフォルディンの結晶構造に比べ、変性タンパク質及びシャペロニンとの結合に関与する部位の構造が詳細に決定することできた。

  • 研究成果

    (39件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (33件)

  • [雑誌論文] Structure of aspartate racemase complexed with a dual substrate analogue,citricacid,and implications for the reaction mechanism2008

    • 著者名/発表者名
      Akashi Ohtaki
    • 雑誌名

      Proteins:Structure, Function, and Bioinformatics 70

      ページ: 1167-1174

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamics of group II chaperonin and prefoldin probed by ^<13>C NMR spectroscopy2008

    • 著者名/発表者名
      Eiji Kurimoto
    • 雑誌名

      Proteins:Structure, Function, and Bioinformatics 70

      ページ: 1257-1263

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure and Molecular Dynamics Simulation of Archaeal Prefoldin:The Molecular Mechanism for Binding and Recognition of Nonnative Substrate Proteins2008

    • 著者名/発表者名
      Akashi Ohtaki
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Biology 376

      ページ: 771-782

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Role of the IXI/V motif in oligomer assembly and function of StHsp14.0, a small heat shock protein from the acidothermophilic archaeon,Sulfolobus tokodaii strain 72008

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Saji
    • 雑誌名

      Proteins:Structure, Function, and Bioinformatics 71

      ページ: 1130-1141

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functional characterization of prefoldin complexes from a hyperthermophilic archaeon,Thermococcus sp.stain KS-12008

    • 著者名/発表者名
      Ryo Iizuka
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Biology 377

      ページ: 972-983

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Complex formation of CdSe/ZnS/TOPO nanocrystal vs. molecular chaperone in a queous solution by hydrophobic interaction2007

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Horiuchi
    • 雑誌名

      Journal of Luminescence 127

      ページ: 192-197

    • 査読あり
  • [学会発表] Single Molecule Imaging Of Full Protein Synthesis Reconstitution By lmmobilized Ribosome2008

    • 著者名/発表者名
      Sotaro Uemura
    • 学会等名
      Joint Meeting of the Biophysical Society 52nd Annual Meeting and 16th International Biophysics Congress
    • 発表場所
      Long Beach,CA
    • 年月日
      2008-02-06
  • [学会発表] ADP Regulates Interaction between Escherichia Coli Chaperonin GroEL and Its Cofactor GroES2008

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Sameshima
    • 学会等名
      Joint Meeting of the Biophysical Society 52nd Annual Meeting and 16th International Biophysics Congress
    • 発表場所
      Long Beach,CA
    • 年月日
      2008-02-04
  • [学会発表] Molecular mechanism and function of sHsps from the fission yeast,Schizosaccharomyces pombe2008

    • 著者名/発表者名
      Yukiko Yoshinari
    • 学会等名
      第5回「水と生体分子」公開ワークショップ
    • 発表場所
      奈良
    • 年月日
      2008-01-24
  • [学会発表] Role of the IXI/V motif in the C-terinal region of StHsp14.0,a small heat shock protein from acidothermophilic archaeon,Sulfolobus tokodaii stain 7,in chaperone function and oligomer assembly2008

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Abe
    • 学会等名
      第5回「水と生体分子」公開ワークショップ
    • 発表場所
      奈良
    • 年月日
      2008-01-24
  • [学会発表] Studies on molecular mechanism of group II chaperonin from a hyperthermophilic archaeum,Thermococcus sp.KS-12008

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Yohda
    • 学会等名
      第5回「水と生体分子」公開ワークショップ
    • 発表場所
      奈良
    • 年月日
      2008-01-24
  • [学会発表] Two small heat shock proteins of a fission yeast functionin different manner to cope with wide range of temperatures and various denatured proteins2007

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Yohda
    • 学会等名
      3nd Cell Society International Congress on Stress Responses in Biology and Medicine and 2nd World Conference of Stress
    • 発表場所
      Budapest,Hungary
    • 年月日
      20070825-26
  • [学会発表] プレフォルディンβサブユニットの結晶構造2007

    • 著者名/発表者名
      木田 宗志
    • 学会等名
      第45回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2007-12-22
  • [学会発表] 古細菌型シャペロニンの1分子構造変化計測2007

    • 著者名/発表者名
      飯塚 怜
    • 学会等名
      第45回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2007-12-22
  • [学会発表] GroELのC末端欠損変異はATP加水分解反応を遅くする2007

    • 著者名/発表者名
      鈴木 深保子
    • 学会等名
      第45回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2007-12-21
  • [学会発表] ADPが対称型1:2GroEL-GroES複合体の形成を阻害する2007

    • 著者名/発表者名
      鮫島 知哉
    • 学会等名
      第45回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2007-12-21
  • [学会発表] 蛍光プローブを用いたGroupII型シャペロニンのhelical protrusionの動的解析2007

    • 著者名/発表者名
      増田 莉恵
    • 学会等名
      第45回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2007-12-21
  • [学会発表] グループII型シャペロニンのサブユニット間協同性におけるATPaseの役割2007

    • 著者名/発表者名
      神前 太郎
    • 学会等名
      第45回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2007-12-21
  • [学会発表] 蛍光プローブを用いたGroupII型シャペロニンのhelical protrusionの動的解析2007

    • 著者名/発表者名
      増田 莉恵
    • 学会等名
      第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会年会合同大会BMB2007
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2007-12-13
  • [学会発表] グループII型シャペロニンのサブユニット間協同性におけるATPaseの役割2007

    • 著者名/発表者名
      神前 太郎
    • 学会等名
      第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会年会合同大会BMB2007
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2007-12-13
  • [学会発表] 超好熱性古細菌Thermococcus sp.strain KS-1由来プレフォルディンの機能及び構造解析2007

    • 著者名/発表者名
      菅野 由利
    • 学会等名
      第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会年会合同大会BMB2007
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2007-12-13
  • [学会発表] Study the role of interaction between group II chaperonin and prefoldin2007

    • 著者名/発表者名
      Muhamad Sahlan
    • 学会等名
      第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会年会合同大会BMB2007
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2007-12-13
  • [学会発表] 古細菌型シャペロニンの1分子構造変化計測2007

    • 著者名/発表者名
      飯塚 怜
    • 学会等名
      第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会年会合同大会BMB2007
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2007-12-13
  • [学会発表] ADPがGroELのtransリングへのATPの結合を阻害することにより2個目のGroESが結合できなくなる2007

    • 著者名/発表者名
      鮫島 知哉
    • 学会等名
      第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会年会合同大会BMB2007
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2007-12-13
  • [学会発表] GroELのC末端欠損変異はATP加水分解反応を遅くする2007

    • 著者名/発表者名
      鈴木 深保子
    • 学会等名
      第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会年会合同大会BMB2007
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2007-12-13
  • [学会発表] 分裂酵母Schizosaccharomyces pombe由来sHspの豪性タンパク質との相互作用2007

    • 著者名/発表者名
      吉成 由貴子
    • 学会等名
      第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会年会合同大会BMB2007
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2007-12-13
  • [学会発表] Group III鉄含有アルコールデヒドロゲナーゼの大量発現系の構築と酵素活性の検討2007

    • 著者名/発表者名
      松村 洋寿
    • 学会等名
      第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会年会合同大会BMB2007
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2007-12-13
  • [学会発表] STRUCTURE,FUNCTION AND APPLICATION OF PREFOLDINS FROM HYPERTHERMOPHILIC ARCHAEA2007

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Yohda
    • 学会等名
      The 2nd International Workshop on Approaches to Single-Cell Analysis
    • 発表場所
      Tokyo,Japan
    • 年月日
      2007-09-07
  • [学会発表] The interaction of helical protrusions is important in the protein folding cycle of group II chaperonins2007

    • 著者名/発表者名
      Taro Kanzaki
    • 学会等名
      3nd Cell Stress Society Intermational Congress on Stress Responses in Biology and Medicine and 2nd World Conference of Stress
    • 発表場所
      Budapest,Hungary
    • 年月日
      2007-08-25
  • [学会発表] Interaction of prefoldin with group II chaperonin in the presence of various nucleotides2007

    • 著者名/発表者名
      Tamotsu Zako
    • 学会等名
      3nd Cell Society International Congress on Stress Responses in Biology and Medicine and 2nd World Conference of Stress
    • 発表場所
      Budapest,Hungary
    • 年月日
      2007-08-25
  • [学会発表] Role of the IXI/V motif in oligomer assembly and function of StHsp14.0,a small heat shock protein from Sulfolobus tokodaii2007

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Yohda
    • 学会等名
      21st Symposium of Protein Society Proteins:From Birth to Death
    • 発表場所
      Boston,MA
    • 年月日
      2007-06-22
  • [学会発表] グループII型シャペロニンのサブユニット間協調性におけるHelical protrusionの機能2007

    • 著者名/発表者名
      神前 太郎
    • 学会等名
      第7回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2007-05-25
  • [学会発表] Construction and characterization of the α_8β_8 hetero-oligomer of group II chaperonin from Thermococcus sp. strain KS-12007

    • 著者名/発表者名
      Muhamad Sahlan
    • 学会等名
      第7回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2007-05-25
  • [学会発表] プレフォルディン-シャペロニンの相互作用解析による基質受け渡し機構の解明2007

    • 著者名/発表者名
      座古 保
    • 学会等名
      第7回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2007-05-25
  • [学会発表] 超好熱性古細菌Thermococcus sp.strain KS-1由来プレフォルディンの機能解析2007

    • 著者名/発表者名
      菅野 由利
    • 学会等名
      第7回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2007-05-25
  • [学会発表] 好酸性好熱古細菌由来StHsp14.0の多量体形成へのC末端IXIモチーフの役割と機能解析2007

    • 著者名/発表者名
      阿部 哲也
    • 学会等名
      第7回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2007-05-25
  • [学会発表] 分裂酵母Schizosaccharomyces pombe由来sHspの変性タンパク質との相互作用2007

    • 著者名/発表者名
      吉成 由貴子
    • 学会等名
      第7回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2007-05-25
  • [学会発表] マウスPERK小胞体ドメインの大量発現系の構築と精製2007

    • 著者名/発表者名
      中込 篤
    • 学会等名
      第7回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2007-05-25
  • [学会発表] Studies on molecular mechanism for protein folding by group II chaperonins using the chaperonin complexes composed of the wild type and mutant subunits2007

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Yohda
    • 学会等名
      VII European Symposium of the Protein Society
    • 発表場所
      Stockholm,Sweden
    • 年月日
      2007-05-13

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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