2019 年度研究成果報告書

化学ラベル化法を応用したタンパク質の超高解像度可視化解析

研究課題

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研究課題/領域番号	17H03090
研究種目	基盤研究(B)
配分区分	補助金
応募区分	一般
研究分野	生体関連化学
研究機関	九州大学
研究代表者	王子田彰夫九州大学, 薬学研究院, 教授 (10343328)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード	蛋白質 / 電子顕微鏡 / ケミカルラベル化 / ペプチドデザイン / 脳神経科学
研究成果の概要	本研究ではタンパク質を小分子プローブでラベル化するリアクティブタグ法を開発し、これを電子顕微鏡によるタンパク質の一分子レベルでの解析に応用することを目指した。本研究では、アスパラギン酸リッチなペプチドタグと特異的に反応するリアクティブタグ法ならびにヒスチジンリッチなペプチドタグと特異的に反応するリアクティブタグ法の二種類の開発に成功した。さらにリアクティブタグ法を用いて細胞表層に発現する膜受容体タンパク質を金ナノ粒子でラベル化し電子顕微鏡により観察することで膜受容体を一分子レベルの高解像度で検出することに成功した。本成果は化学的なラベル化法をタンパク質の一分子可視化に応用した初めての例となる。
自由記述の分野	ケミカルバイオロジー
研究成果の学術的意義や社会的意義	電子顕微鏡はタンパク質を一分子レベルで解析できる優れた手法である。これまでタンパク質の電子顕微鏡解析には抗体を用いた免疫電顕法が主に用いられてきたが、この手法は検出するタンパク質の正確な位置情報が得られないことやタンパク質複合体に適用できないなどの問題がある。本研究では、申請書の開発する小分子を用いたケミカルラベル化法が電子顕微鏡によるタンパク質解析に応用できることを世界で初めて証明した。今後、本成果を活用することで免疫電顕法の持つ上記の問題点を解決し、電子顕微鏡によるタンパク質の機能解析がさらに発展すると期待できる。