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2018 年度 実績報告書

糖鎖の合成と分解過程を可視化する高速AFM/一分子FRET技術の確立

研究課題

研究課題/領域番号 17K19519
研究機関名古屋大学

研究代表者

内橋 貴之  名古屋大学, 理学研究科, 教授 (30326300)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
キーワード高速原子間力顕微鏡 / 蛍光共鳴エネルギー移動 / タンパク質 / 構造変化
研究実績の概要

前年度に開発した高速AFM/全反射照明蛍光顕微鏡を用いてFRET用蛍光標識を行った、K4CPおよび糖基質CH4, CH6、セルラーゼTrCel6Aの高速AFMと一分子RETの同時観察を試みた。セルラーゼFRET標識試料を高速AFM/1分子FRET複合機にて同時観察を試みた。しかしながら、セルロースに結合するTrCel6Aを頻度よく観察することが困難であった。また、蛍光画像で見られた分子と高速AFMで見られた分子が一致するかの判断も難しい状況であった。現状では、FRETを検出する実験条件(~ pM)ではTrCel6Aの濃度が低く、高速AFMで頻度よく観察することが困難で、その一方で、高速AFMで観察できる濃度では、FRETを検出するには濃いという状況にある。今後は、FRETと高速AFMの2つの実験条件を相互に最適化する必要がある。しかしながら、独立した計測では、TrCel6Aの動きを捉えることができているので、さらに実験のトライアンドエラーを繰り返し、TrCel6Aの濃度や基板条件の最適化を行なうことにより、同時観察が可能になると考えている。本研究課題の実施により、高速AFMと一分子FRETの複合装置の開発に成功し、また、高速AFM/一分子FRETのための分子への蛍光標識の条件もかなり詰めることができた。本研究課題で開発した装置はタンパク質の機能発現機構の解明の手法として大きな潜在力を有していると考えられ、一分子ダイナミクス計測の新規計測手法の開発の観点から萌芽的研究の目的は十分達せられた。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 8件、 招待講演 8件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] High-speed near-field fluorescence microscopy combined with high-speed atomic force microscopy for biological studies2019

    • 著者名/発表者名
      Umakoshi Takayuki、Fukuda Shingo、Iino Ryota、Uchihashi Takayuki、Ando Toshio
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1016/j.bbagen.2019.03.011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rate constants, processivity, and productive binding ratio of chitinase A revealed by single-molecule analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Akihiko、Tasaki Tomoyuki、Okuni Yasuko、Song Chihong、Murata Kazuyoshi、Kozai Toshiya、Hara Mayu、Sugimoto Hayuki、Suzuki Kazushi、Watanabe Takeshi、Uchihashi Takayuki、Noji Hiroyuki、Iino Ryota
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 20 ページ: 3010~3018

    • DOI

      10.1039/C7CP04606E

    • 査読あり
  • [学会発表] Conformational dynamics relevant to disaggregation activity of ClpB visualized by high-speed atomic force microscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Uchihashi
    • 学会等名
      RIKEN Symposium Recent Progress in Protein Conformation and Aggregation
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] High-Speed Atomic Force Microscopy for Visualization of Dynamic Processes in Biological and Artificial Supramolecules2018

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Uchihashi
    • 学会等名
      International Scanning Probe Microscopy 2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dynamic Structural States of Molecular Disaggregation Machine ClpB Revealed by High-Speed Atomic Force Microscopy"2018

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Uchihashi
    • 学会等名
      Frontier Bioorganization Forum 2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] High-speed Atomic Force Microscopy: A tool for direct visualization of single-molecule dynamics",2018

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Uchihashi
    • 学会等名
      Minisymposium on “Advanced Atomic Force Microscopy”
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Imaging and Manipulation of Biological Molecules with High-Speed Atomic Force Microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Uchihashi
    • 学会等名
      ICN-T 2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] High-Speed Atomic Force Microscopy for Visualization and Manipulation of Biological and Artificial Molecules2018

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Uchihashi
    • 学会等名
      SPMonSPM 2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] High-speed atomic force microscopy for direct visualization of biological macromolecules at work2018

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Uchihashi
    • 学会等名
      The 79th Okazaki Conference "Synthetic, Biological, and Hybrid Molecular Engines"
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Connection between AFM data and computational simulation - image processing for quantitative analysis and demands from the experimental side -2018

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Uchihashi
    • 学会等名
      Trends in Computational Molecular Biophysics Workshop
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Compendium of surface and interface analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Surface Science Society of Japan
    • 総ページ数
      853
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9811061564
  • [図書] イメージングの選び方・使い方100+2018

    • 著者名/発表者名
      原田 慶恵、永井 健治
    • 総ページ数
      236
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      978-4-7581-0375-6
  • [備考] 名古屋大学D研ホームページ

    • URL

      http://d.phys.nagoya-u.ac.jp/index.html

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公開日: 2019-12-27  

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