Rheo-NMRによる乱流の速度イメージング

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18KK0075
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 菅瀬 謙治 京都大学, 工学研究科, 准教授 (00300822)
• 研究分担者: 森本 大智 京都大学, 工学研究科, 助教 (40746616) ; Walinda Erik 京都大学, 医学研究科, 助教 (80782391)
• 研究期間 (年度): 2018-10-09 – 2022-03-31
• キーワード: Rheo-NMR / 速度イメージング / off-center Couette cell / タンパク質凝集

研究実績の概要

本研究では、Rheo-NMRの回転軸をずらすことによって、NMRサンプル管内の水の流れがどのようなパターンになるのか、さらには回転軸のずれがタンパク質の凝集にどのような影響を及ぼすのかを明らかにすることを目的として研究を行った。前者の水の流れについては、共同研究先のドイツのポリマー研究所において水の流れの速度イメージングにより解析した。後者のタンパク質の凝集については、当研究室で回転軸をずらして高感度・高分解能NMR測定ができる新型Rheo-NMR装置の製作に取り組んだ。
2021年度はコロナ禍であったため、当初、人が共同研究先に赴く形式の国際共同研究を実施することは困難と考えられた。しかし、本研究ではドイツの研究所と共同研究を実施しており、さらに本研究グループにはドイツ人（京都大学在籍）が参画しており、ドイツ人であればドイツに入国するのが比較的に容易であったため、幸いなことに人が赴く形式の国際共同研究を実施することができた。具体的には、回転軸をずらした際のNMRサンプル管内の水の流れのイメージングについて、すでにRheo-NMRで測定していた実験データをシミュレーションにより再現できるか否かについて取り組んだ。とくにRheo-NMRの測定結果では回転軸をずらすと逆向きに流れる領域が観測されたが、シミュレーションでもそのような逆向きの流れを再現することができた。
新型Rheo-NMR装置の製作については、これも新型コロナウイルスの影響で部品の流通が滞ったため想定通りに開発を進められなかった。しかし、次の作業としてNMR装置に装着し、実際の測定のテストまではたどり着いた。

研究成果

• [国際共同研究] IPF Dresden(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: IPF Dresden
• [雑誌論文] Effects of Weak Nonspecific Interactions with ATP on Proteins (2021)
  • 著者名/発表者名: Nishizawa Mayu、Walinda Erik、Morimoto Daichi、Kohn Benjamin、Scheler Ulrich、Shirakawa Masahiro、Sugase Kenji
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 143 ページ: 11982～11993
  • DOI: 10.1021/jacs.0c13118
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Multiple-State Monitoring of SOD1 Amyloid Formation at Single-Residue Resolution by Rheo-NMR Spectroscopy (2021)
  • 著者名/発表者名: Iwakawa Naoto、Morimoto Daichi、Walinda Erik、Shirakawa Masahiro、Sugase Kenji
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 143 ページ: 10604～10613
  • DOI: 10.1021/jacs.1c02974
  • 査読あり
• [雑誌論文] Backbone resonance assignments of the A2 domain of mouse von Willebrand factor (2021)
  • 著者名/発表者名: Morimoto Daichi、Osugi Masanori、Mahana Yutaka、Walinda Erik、Shirakawa Masahiro、Sugase Kenji
  • 雑誌名: Biomolecular NMR Assignments 巻: 15 ページ: 427～431
  • DOI: 10.1007/s12104-021-10041-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular recognition and deubiquitination of cyclic K48-linked ubiquitin chains by OTUB1 (2021)
  • 著者名/発表者名: Sorada Tomoki、Morimoto Daichi、Walinda Erik、Sugase Kenji
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 562 ページ: 94～99
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2021.05.031
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression, solubility monitoring, and purification of the co-folded LUBAC LTM domain by structure-guided tandem folding in autoinducing cultures (2021)
  • 著者名/発表者名: Walinda Erik、Morimoto Daichi、Sorada Tomoki、Iwai Kazuhiro、Sugase Kenji
  • 雑誌名: Protein Expression and Purification 巻: 187 ページ: 105953～105953
  • DOI: 10.1016/j.pep.2021.105953
  • 査読あり
• [図書] ＮＭＲによる有機材料分析と その試料前処理、データ解釈 (2021)
  • 著者名/発表者名: 森本大智、菅瀬謙治
  • 総ページ数: 676
  • 出版者: 技術情報協会
  • ISBN: 978-4-86104-860-9
• [備考] 高分解能で見るアミロイド線維形成
  • URL: https://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research-news/2021-07-09-2
• [備考] 凝集抑制剤としてのATPの機能を解明 －ATPが神経変性疾患の発症を抑制する－
  • URL: https://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research-news/2021-08-03