| 研究課題/領域番号 |
18KK0397
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| 研究機関 | 兵庫県立大学 |
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研究代表者 |
長尾 聡 兵庫県立大学, 理学研究科, 特任助教 (30452535)
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| 研究期間 (年度) |
2019 – 2022
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| キーワード | タンパク質 / ナノ構造体 / 高分解能構造解析 / 固体NMR / ナノディスク / 膜タンパク質 / 脂質膜 / 和周波発生分光測定 |
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| 研究実績の概要 |
生体内では、タンパク質が単分子として機能するだけでなく、多くはタンパク質同士や他の生体分子と結合・解離することで、離散と集合を繰り返して機能している。タンパク質の機能は極めて多様であることから、生体分子のダイナミックな複合体形成を高い構造分解能で観察し、それを化学的に制御出来れば、生命現象の理解のみならず単分子では見られない新規な機能性分子の創成に繋がる。近年、生体分子の複合体構造の解析手法としては、主にクライオ電子顕微鏡による複合体構造解析の高分解能化や、MD計算および機械学習を利用した構造予測を利用したアプローチなど新規な構造決定法の開発が進められている。本研究では、上述の方法と異なるアプローチとして、固体高分解能NMRを主に用いて生体分子が集合する際の不均一性や構造ゆらぎに起因する不完全な分子配列の解析を行っている。
生体分子の複合体形成の中でも重要なものの多くは細胞膜を介して行われる。そこで本年度は、米国ミシガン大学のZhan Chen研究室との共同研究を行い、本研究課題を進める上で開発した、タンパク質の選択的なアミノ酸主鎖の同位体標識法を応用して細胞膜界面上でのタンパク質の配向決定手法の開発を行った。具体的には、特定のアミノ酸の種類の主鎖カルボニル炭素のみを13C標識化した一連のGB1 proteinに対して和周波発生分光測定を行い、13C標識化に伴うNH振動の波数変化パターンを収集し、GB1 proteinの表面アミノ酸と固体表面が相互作用する配向を決定した。現在は、生体内でおこる現象に近い系として、脂質膜上における電子伝達タンパク質の配向決定に同手法を適用する共同研究を進めている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本研究課題の重要な点として、不完全な配列を有するナノ構造体の構造解析に有効な固体高分解能NMR解析を行うための日本ー米国間の国際共同研究体制を構築することが挙げられる。本年度は、昨年度に開始した米国ミシガン大学化学科のZhan Chen教授と新規なタンパク質構造解析法の開発を目的とした共同研究を進め、固体表面上におけるタンパク質の新規な配向決定法について論文投稿準備中である。一方で、昨年度に引き続き新型コロナウィルスの世界的な感染拡大に伴って海外渡航が困難となり国内でも研究活動が制限されたため当初予定していた測定が行えなかった。また、参加予定にしていた国際学会が中止・延期になり、成果発表が困難となった。以上の点より、本年度の進捗状況はやや遅れていると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度はミシガン大学滞在中に行った研究を日本においても進展させるため、ミシガン大学と同等の研究環境を国内において構築するため、大阪大学蛋白質研究所の固体高分解能NMRを利用した共同研究を開始する。また、ミシガン大学での共同研究者が米国ウィスコンシン大学のNMR-FAMに異動して900 MHzの固体高分解能NMRの担当者となったため、打ち合わせを行い同研究者との国際共同研究についても進める。
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