光駆動型バイオナノマシーンの開発

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20200029
• 研究種目: 新学術領域研究(研究課題提案型)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: マイクロ・ナノデバイス; 生物物理学
• 研究機関: 創価大学
• 研究代表者: 丸田 晋策 創価大学, 工学部, 教授 (40231732)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: ナノマシーン / 生体分子機械

研究概要

フォトクロミック分子であるアゾベンゼン誘導体とスピロピラン誘導体を生体分子機械であるミオシン、キネシン、カルモジュリン、G-タンパク質Rasの機能部位に導入して紫外線-可視光線を交互照射することにより、これらの生体分子機械の動きを制御することに成功した。またフォトクロミック分子からできた非加水分解型ATPアナログを合成して、紫外線-可視光線照射で生体分子モーターのATP結合状態とADPあるいは非結合状態を可逆的に形成できる可能性がしめされた。

研究成果

• [雑誌論文] Synthesis of a novel fluorescent non-nucleotide ATP analogue and its interaction with myosin ATPase (2011)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, K., Kimura, T., Maruta, S.
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry. 149 ページ: 395-403
• [雑誌論文] Crystallographic analysis reveals a unique conformation of the ADP-bound novel rice kinesin K16 (2010)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, K., Umeki, N., Mitsui,T., Fujimoto, Z., Maruta, S.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 401 ページ: 251-256
• [雑誌論文] Kinesin-Calmodulin fusion protein as a molecular shuttle (2010)
  • 著者名/発表者名: Shishido, H., Nakazato, K., Katayama, E., Chaen, S., Maruta, S.
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry 147 ページ: 213-223
• [雑誌論文] Photocontrol of calmodulin interaction with target peptides using azobenzene derivative (2009)
  • 著者名/発表者名: Shishido, H., Yamada, M.D., Kondo K., Maruta, S.
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry. 146 ページ: 581-590
• [学会発表] Photo-regulation of kinesin ATPase using microtubules modified with photochromic molecule (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishiyama, K., Itaba, T., Shishido, H., Maruta, S.
  • 学会等名: 第55回米国生物物理学会
  • 発表場所: Baltimore, MD USA.
  • 年月日: 2011-03-08
• [学会発表] Synthesis of photochromic ATP analogue and its interaction with motor protein (2011)
  • 著者名/発表者名: Aritomi, K., Kimura, T., Itaba, T., Maruta, S.
  • 学会等名: 第55回米国生物物理学会
  • 発表場所: Baltimore, MD USA.
  • 年月日: 2011-03-08
• [学会発表] Phtocontrol of the small G protein Ras using photochromic molecule (2011)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, H., Maruta, S.
  • 学会等名: 第55回米国生物物理学会
  • 発表場所: Baltimore, MD USA.
  • 年月日: 2011-03-08
• [学会発表] Conformational change of myosin head induced by phto-isomerization of photochromic ATP analogue (2011)
  • 著者名/発表者名: Itaba, T., Shishido, H., Sugimoto, Y., Wakabayashi, K., Maruta, S.
  • 学会等名: 第55回米国生物物理学会
  • 発表場所: Baltimore, MD USA.
  • 年月日: 2011-03-08
• [学会発表] Phtocontrol of myosin V ATPase activity using calmodulin modified with photochromic compound (2011)
  • 著者名/発表者名: Shishido, H., Ikebe, M., Maruta, S.
  • 学会等名: 第55回米国生物物理学会
  • 発表場所: Baltimore, MD USA.
  • 年月日: 2011-03-08
• [学会発表] Funcrion control of kinesin using functional loop L5 of kinesin modified with photochromic molecule (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, K., Tanaka, K., Maruta, S.
  • 学会等名: 第55回米国生物物理学会
  • 発表場所: Baltimore, MD USA.
  • 年月日: 2011-03-06
• [学会発表] Ca2+ dependent dimerization of kinesin-CaM and Kinesin-M13 fusion proteins (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakazato, K., Shishido, H., Itaba, T., Kondo, K., Maruta, S.
  • 学会等名: 第55回米国生物物理学会
  • 発表場所: Baltimore, MD USA.
  • 年月日: 2011-03-06
• [学会発表] 光制御型生体分子機械の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宍戸英樹、小林寿、丸田晋策
  • 学会等名: 生体運動研究合同班会議
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2011-01-07
• [学会発表] Calcium dependent dimerization of kinesin chimera proteins fused with calmodulin and M13 peptide (2010)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Itaba, Kiyoshi Nakazato, Hideki Shishido, Shinsaku Maruta
  • 学会等名: 第83回日本生化学会合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2010-12-09
• [学会発表] Interaction of n ovel fluorescent non-nucleotide ATP analogue with myosin S1 (2010)
  • 著者名/発表者名: Keiko Tanaka, Taro Kimura, Shinsaku Maruta
  • 学会等名: 第83回日本生化学会合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2010-12-07
• [学会発表] Conformational change of α1 helix of kinesin (2010)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Yasuda, Masafumi D.Yamada, Shinsaku Maruta, Toshiaki Arata
  • 学会等名: 第48回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2010-09-21
• [学会発表] Control of kinesin ATPase activity by modification of functional loop L5 (2010)
  • 著者名/発表者名: Kumiko Ishikawa, Keiko Tanaka, Shinsaku Maruta
  • 学会等名: 第48回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2010-09-21
• [学会発表] Photo-regulation of kinesin ATPase using microtubules modified with photochromic molecules (2010)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Ishiyama, Takeshi Itaba, Hideki Shishido, Shinsaku Maruta
  • 学会等名: 第48回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2010-09-21
• [学会発表] Photocontrol of the small G-protein Ras using photochromic molecule (2010)
  • 著者名/発表者名: Hisashi Kobayashi, Hideki Shishido, Shinsaku Maruta
  • 学会等名: 第48回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2010-09-21
• [学会発表] Interaction of photochromic ATP analogue with skeletal and smooth muscle myosin (2010)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Itaba, Hideki Shishido, Yasunobu Sugimoto, Katsuzo Wakabayashi, Shinsaku Maruta
  • 学会等名: 第48回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2010-09-21
• [学会発表] Synthesis of photochromic ATP analogue and its interaction with kinesin (2010)
  • 著者名/発表者名: Kazuya Aritomi, Taro Kimura, Takeshi Itaba, Shinsaku Maruta
  • 学会等名: 第48回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2010-09-21
• [学会発表] Interaction of novel fluorescent non-nucleotide ATP analogue with ATP-driven molecular motors (2010)
  • 著者名/発表者名: Keiko Tanaka, Taro Kimura, Shinsaku Maruta
  • 学会等名: 第48回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2010-09-20
• [学会発表] Photocontrol of myosin V ATPase using calmodulin modified with azobenzene derivative (2010)
  • 著者名/発表者名: Hideki Shishido, Shinsaku Maruta
  • 学会等名: 第48回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2010-09-20
• [学会発表] Ca2+ dependent dimerization of kinesin-CaM and kinesin-M13 fusion proteins (2010)
  • 著者名/発表者名: Kiyoshi Nakazato, Hideki Shishido, Takeshi Itaba, Kazunori Kondo, Shinsaku Maruta
  • 学会等名: 第48回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2010-09-20
• [学会発表] KINESIN-CALMODULIN FUSION PROTEIN AS A MOLECULAR SHUTTLE AND MARKER FOR PLUS END OF MICROTUBULE (2010)
  • 著者名/発表者名: Itaba, T., Shishido, H., Nakazato, K., Katayama, E., Chaen, S., Maruta, S.
  • 学会等名: 第54回米国生物物理学会
  • 発表場所: San Francisco, CA USA.
  • 年月日: 2010-02-22
• [学会発表] ANALYSIS OF THE ROLE OF UNIQUE LOOP L5 IN RICE KINESIN K16 MOTOR DOMAIN (2010)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, K., Tanaka, K., Maruta, S.
  • 学会等名: 第54回米国生物物理学会
  • 発表場所: San Francisco, CA USA.
  • 年月日: 2010-02-21
• [学会発表] ANALYSIS OF CONFORMATIONAL CHANGE OF CONVENTIONAL KINESIN CHIMERIC PROTEIN FUSED WITH GFP USING SMALL ANGLE X-RAY SOLUTION SCATTERING (2010)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, K., Sugimoto, Y., Wakabayashi, K., Maruta, S.
  • 学会等名: 第54回米国生物物理学会
  • 発表場所: San Francisco, CA USA.
  • 年月日: 2010-02-21
• [学会発表] SYNTHESIS OF PHOTOCHROMIC ATP ANALOGUE AND ITS INTERACTION WITH MOTOR PROTEINS (2010)
  • 著者名/発表者名: Aritomi, K., Kimura, T., Maruta, S.
  • 学会等名: 第54回米国生物物理学会
  • 発表場所: San Francisco, CA USA.
  • 年月日: 2010-02-21
• [学会発表] SYNTHESIS OF NOVEL FLUORESCENT ATP ANALOGUE AND ITS INTERACTION WITH NUCLEOTIDE DEPENDENT MOTOR PROTEINS (2010)
  • 著者名/発表者名: Kimura, T., Yamada, M.D., Ito, M., Maruta, S.
  • 学会等名: 第54回米国生物物理学会
  • 発表場所: San Francisco, CA USA.
  • 年月日: 2010-02-21
• [学会発表] キネシン-カルモジュリン融合蛋白質を用いた分子シャトルの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宍戸英樹、中里清史、片山栄作、茶圓茂、丸田晋策
  • 学会等名: 生体運動研究合同班会議
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-01-10
• [学会発表] Synthesis of novel fluorescent ATP analogue and interaction with nucleotide dependent motor protein. (2009)
  • 著者名/発表者名: Taro KIMURA, Masafumi YAMADA, Masato ITO, Shinsaku MARUTA
  • 学会等名: Biophysical Society 53^<rd> Annual Meeting Biophysical Journal Abstracts Issue : p.133a
  • 発表場所: Boston USA
  • 年月日: 20090200
• [学会発表] Photo-sctivation of ATPase activity of Caged-kinesin. (2009)
  • 著者名/発表者名: Yuki TAKANO, Kazuya ARITOMI, Masafumi D. YAMADA, Shinsaku MARUTA
  • 学会等名: Biophysical Society 53^<rd> Annual Meeting Biophysical Journal Abstracts Issue : p.134a
  • 発表場所: Boston USA
  • 年月日: 20090200
• [学会発表] Photo-regulation of kinesin ATPase activity using photochromic molecule. (2009)
  • 著者名/発表者名: Takeshi ITABA, Masafumi D. YAMADA, Shinsaku MARUTA
  • 学会等名: Biophysical Society 53^<rd> Annual Meeting Biophysical Journal Abstracts Issue : p.134a
  • 発表場所: Boston USA
  • 年月日: 20090200
• [学会発表] Photo-control of ATPase activity of the kinesin motor domain intermolecularly cross-linked by bifunctional photochromic compound. (2009)
  • 著者名/発表者名: Eiichi KOBAYASHI, Masafumi YAMADA, Masato ITO, Shinsaku MARUTA
  • 学会等名: Biophysical Society 53^<rd> Annual Meeting Biophysical Journal Abstracts Issue : p.134a
  • 発表場所: Boston USA
  • 年月日: 20090200
• [学会発表] Photo-control of myosin Va using photoresponsive calmodulin. (2009)
  • 著者名/発表者名: Hideki SHISHIDO, Nobuhisa UMEKI, Osamu SATO, Mitsuo IKEBE, Shinsaku MARUTA
  • 学会等名: Biophysical Society 53^<rd> Annual Meeting Biophysical Journal Abstracts Issue : p.138a
  • 発表場所: Boston USA
  • 年月日: 20090200
• [学会発表] 光制御型カルモジュリンの生体分子モーターへの応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宍戸英樹、山田正文、丸田晋策
  • 学会等名: 生体運動研究合同班会議
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20090100
• [学会発表] Kinesin-Calmodulin Fusion Protein as a Molecular Shuttle (2009)
  • 著者名/発表者名: Shishidol, H., Nakazato, K., Katayama, E., Chaen, S., Maruta, S.
  • 学会等名: 第49回米国細胞生物学会年会
  • 発表場所: San Diego, CA USA.
  • 年月日: 2009-12-07
• [学会発表] Synthesis of Novel Fluorescent GTP Analogue and Its Interaction with Small G-Protein Ras (2009)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, H., Kimura, T., Yamada, M.D., Maruta, S.
  • 学会等名: 第49回米国細胞生物学会年会
  • 発表場所: San Diego, CA USA.
  • 年月日: 2009-12-07
• [学会発表] Photo-regulation of kinesin function using azobenzene derivative (2009)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Itaba, Masafumi Yamada, Shinsaku Maruta
  • 学会等名: 第47回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 2009-10-31
• [学会発表] The functional role of the unique loop L5 of kinesin (2009)
  • 著者名/発表者名: Kumiko Ishikawa, Keiko Tanaka, Shinsaku Maruta
  • 学会等名: 第47回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 2009-10-31
• [学会発表] Synthesis of novel fluorescent ATP analogue and interaction with nucleotide dependent motor proteins (2009)
  • 著者名/発表者名: Taro Kimura, Masafumi D, Yamada, Shinsaku Maruta
  • 学会等名: 第47回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 2009-10-31
• [学会発表] Analysis of conformational change of kinesin neck-linker using using small angle X-ray solution scattering (2009)
  • 著者名/発表者名: Keiko Tanaka, Yasunobu Sugimoto, Masafumi D.Yamada, Katsuzo Wakabayashi, Shinsaku Maruta
  • 学会等名: 第47回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 2009-10-31
• [学会発表] Kinesin Calmodulin Fusion Protein as a Molecular Shuttle (2009)
  • 著者名/発表者名: Hideki Shishido, Kiyoshi Nakazato, Eisaku Katayama, Shigeru Chaen, Shinsaku Maruta
  • 学会等名: 第47回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 2009-10-30
• [学会発表] Application of Kinesin Calmodulin Fusion Protein as An Molecular Shuttle (2009)
  • 著者名/発表者名: Hideki Shishido, Kiyoshi Nakazato, Eisaku Katayama, Shigeru Chaen, Shinsaku Maruta
  • 学会等名: 第82回日本生化学会合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2009-10-24
• [学会発表] Photo-regulation of kinesin using photo-responsive caged compound (2009)
  • 著者名/発表者名: Kazuya Aritomi, Masafumi Yamada, Shinsaku Maruta
  • 学会等名: 第82回日本生化学会合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2009-10-24
• [学会発表] Analysis of crystal structure of the motor domain of rice kinesin K16 and comparison with the structures of other related kinesin. (2008)
  • 著者名/発表者名: Keiko TANAKA, Toshiaki MITSUI, Zui FUJIMOTO, Shinsaku MARUTA
  • 学会等名: 第46回日本生物物理学会 同学会要旨集p.S102
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20081200
• [学会発表] Photo-control of ATPase activity of the kinesin motor domains intermolecularly cross-linked by bifunctional photochromic compound. (2008)
  • 著者名/発表者名: Eiichi KOBAYASHI, Masafumi YAMADA, Masato ITO, Shinsaku MARUTA
  • 学会等名: 第46回日本生物物理学会 同学会要旨集p.S102
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20081200
• [学会発表] Photo-control of calmodulin target protein using photochromic compound. (2008)
  • 著者名/発表者名: Hideki SHISHIDO, Kiyoshi NAKAZATO, Mitsuo IKEBE, Shinsaku MARUTA
  • 学会等名: 第46回日本生物物理学会 同学会要旨集p.S150
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20081200
• [学会発表] Photo-regulation of kinesin using photo-responsible caged compound. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kazuya ARITOMI, Masafumi D. YAMADA, Shinsaku MARUTA
  • 学会等名: 第46回日本生物物理学会 同学会要旨集p.S151
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20081200
• [学会発表] Photo-regulation of kinesin ATPase activity using photochromic molecule. (2008)
  • 著者名/発表者名: Takeshi ITABA, Masafumi D. YAMADA, Shinsaku MARUTA
  • 学会等名: 第46回日本生物物理学会 同学会要旨集p.S152
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20081200
• [学会発表] Photocontrol of calmodulin function using photochromic compound. (2008)
  • 著者名/発表者名: Hideki SHISHIDO, Masafumi D. YAMADA, Kazunori KONDO, Shinsaku MARUTA
  • 学会等名: 2^<nd> International symposium on Bio-nanosystems Abstract : p.34
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20081100
• [学会発表] Photoregulation of kinesin activity using an caged compounds. (2008)
  • 著者名/発表者名: Masafumi D. YAMADA, E-sin CHIA, Hidekatsu MAEDA, Shinsaku MARUTA
  • 学会等名: 2^<nd> International symposium on Bio-nanosystems Abstract : p.68
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20081100
• [学会発表] Photo-control of ATPase activity of the kinesin motor domains intermolecularly cross-linked by bifunctional photochromic compound. (2008)
  • 著者名/発表者名: Eiichi KOBAYASHI, Masafumi YAMADA, Masato ITO, Shinsaku MARUTA
  • 学会等名: 2^<nd> International symposium on Bio-nanosystems Abstract : p.69
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20081100
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www.t.soka.ac.jp/maruta-lab/