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2017 年度 実績報告書

ベイズ推定を用いたNMR立体構造解析手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K06979
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) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードNMR / タンパク質立体構造決定 / ベイズ推定
研究実績の概要

ベイズ推定を用いた新規立体構造計算法の開発では,本手法を用いて,生きた昆虫培養細(sf9)中でのタンパク質立体構造決定に応用した.モデル試料として,GB1, TTHA1718, ユビキチン,Ras, カルモジュリンの5つのタンパク質の構造解析を試みた.5つのタンパク質のうち,GB1, TTHA1718, ユビキチンについては,高精度の構造決定に成功した.真核細胞中でのde novoタンパク質立体構造決定は,本研究が世界初の例であり,本手法の有効性を示すことができた.GB1については,タンパク質側鎖原子も含め正確な構造決定が達成できた.解析の結果,GB1のαヘリックス領域の相対配置が,希薄溶液下と細胞内とで異なっていることが示唆された.また,Rasとカルモジュリンについては,高精度の立体構造決定には至らなかったものの,高感度の3D NOESYスペクトルの計測には成功しており,複数の原子間距離情報の取得には成功した.またNMRスペクトルパターンから,Rasはsf9細胞中でGDP結合型として存在しており,カルモジュリンは,Mg2+型として存在していることを明らかにした.本成果は,学術専門誌に現在投稿中であり,次年度中の成果発表を目指している.
また,従来の希釈溶液中でのタンパク質立体構造決定の例として,YUH1タンパク質の全体構造決定にも成功した.YUH1は,ubiquitin carboxyl-terminal hydrolase の1つであり,ユビキチン切断の分子機構を,立体構造の観点から明らかにすることを目標としている.現在,活性部位付近の構造が運動性が大きく,この領域のみ構造の精度が低いため,RDC, PCS, PREといった遠距離の構造情報の得られるNMRデータを計測・解析中である.これらを用いて,次年度は,一層の構造の精度を向上させ,学術誌に発表する.

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] フランクフルトゲーテ大学(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      フランクフルトゲーテ大学
  • [国際共同研究] スイス連邦工科大学(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      スイス連邦工科大学
  • [雑誌論文] Protein NMR structure refinement based on Bayesian Inference for dynamical ordering of biomacromolecules.2018

    • 著者名/発表者名
      Teppei Ikeya and Yutaka Ito
    • 雑誌名

      Journal of Computer Chemistry, Japan

      巻: 7 ページ: 65-75

    • DOI

      10.2477/jccj.2018-0009

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Solution NMR views of dynamical ordering of biomacromolecules2018

    • 著者名/発表者名
      Teppei Ikeya, David Ban, Donghan Lee, Yutaka Ito, bKoichi Katod and Christian Griesinger
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects

      巻: 1862 ページ: 287-306

    • DOI

      10.1016/j.bbagen.2017.08.020

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] NMRによるマルチドメイン蛋白質Drkの動態解析2017

    • 著者名/発表者名
      末元雄介,井上仁,新井崇一郎,鴨志田一,三島正規,猪股晃介,葛西卓磨,木川隆則,池谷鉄兵,伊藤隆
    • 学会等名
      第17回日本蛋白質科学会年会, 仙台国際センター
  • [学会発表] Protein structure determination in living eukaryotic cells by in-cell NMR spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Suemoto, Takashi Tanaka, Hajime Kamoshida, Jin Inoue, Masaki Mishima, Peter Guentert, Teppei Ikeya and Yutaka Ito
    • 学会等名
      19th International Union of Pure and Applied Biophysics (IUPAB) and 11th European Biophysical Societies' Association (EBSA) Congress, Edinburgh International Conference Centre, Edinburugh, UK
    • 国際学会
  • [学会発表] Structure determination of the locally disordered state of ubiquitin by high-pressure NMR spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Takuro Wakamoto, Soichiro Kitazawa, Teppei Ikeya, Tomoshi Kameda, Christian Roumestand, Nicola J. Baxter, Mike P. Williamson, Ryo Kitahara
    • 学会等名
      ISMAR2017, Canada,Quebec
    • 国際学会
  • [学会発表] NMRによるマルチドメイン蛋白質Drkの動態解2017

    • 著者名/発表者名
      末元雄介,井上仁,新井崇一郎,三島正規,猪股晃介,葛西卓磨,木川隆則,池谷鉄兵,伊藤隆
    • 学会等名
      第18回若手NMR研究会, かんぽの宿紀伊田辺
  • [学会発表] Protein structural refinement using paramagnetic effects in solution NMR2017

    • 著者名/発表者名
      岡田真由,池谷鉄兵,Rajesh Sundaresan,野尻英里,美川務,伊藤隆
    • 学会等名
      第18回若手NMR研究会, かんぽの宿紀伊田辺
  • [学会発表] NMRデータの自動解析および蛋白質立体構造計算の現状と創薬研究への応用の可能性2017

    • 著者名/発表者名
      池谷鉄兵
    • 学会等名
      よこはまNMR研究会, 理研横浜キャンパス
    • 招待講演
  • [学会発表] 常磁性効果を用いた溶液NMR法による蛋白質 の立体構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      岡田真由,池谷鉄兵,Rajesh Sundaresan,野尻英里,美川務,伊藤隆
    • 学会等名
      第56回NMR討論会, 首都大学東京・南大沢キャンパス
  • [学会発表] NMRによるマルチ ドメイン蛋白質Drkの動態解析2017

    • 著者名/発表者名
      末元雄介,井上仁,鴨志田一,三島正規,猪股晃介,葛西卓磨,木川隆則,池谷鉄兵,伊藤隆
    • 学会等名
      第56回NMR討論会, 首都大学東京・南大沢キャンパス
  • [学会発表] ヒト培養細胞中の蛋白質の3D三重共鳴NMR測定2017

    • 著者名/発表者名
      鴨志田一,池谷鉄兵,三島正規,伊藤隆
    • 学会等名
      第56回NMR討論会, 首都大学東京・南大沢キャンパス
  • [学会発表] リン酸化ユビキチンの2つのコンフォメーションの立体構造 決定と圧力効果2017

    • 著者名/発表者名
      北沢創一郎, 青島佑, 伊賀 惇記, 池谷鉄兵, 北原亮
    • 学会等名
      第56回NMR討論会, 首都大学東京・南大沢キャンパス
  • [学会発表] 高圧力NMR法によるユビキチンの局所変性状態の立体構造決定2017

    • 著者名/発表者名
      若本拓朗,北沢創一郎, 池谷鉄兵, 亀田倫史,Roumestand Christian, Baxter Nichola, Willamson Mike, 北原亮
    • 学会等名
      第56回NMR討論会, 首都大学東京・南大沢キャンパス
  • [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2017

    • 著者名/発表者名
      葛西卓磨,池谷鉄兵,木川隆則
    • 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」第5回公開シンポジウム, 東京大学・本郷キャンパス
  • [図書] Experimental Approaches of NMR Spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Teppei Ikeya and Yutaka Ito
    • 総ページ数
      63-90
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      978-981-10-5966-7

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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