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2012 年度 実績報告書

アクチンフィラメントの構造と動態:特にカルシウム調節のメカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 20227008
研究機関名古屋大学

研究代表者

前田 雄一郎  名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 特任教授 (10321811)

研究分担者 成田 哲博  名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (30360613)
研究期間 (年度) 2008-06-04 – 2013-03-31
キーワードアクチン / アクチンフィラメント / アクチンのトレッドミリング / 筋収縮のカルシウム調節 / トロポニン / 遺伝性心疾患 / X線繊維回折 / 高分解能構造解析
研究概要

アクチン線維の構造と動態の研究で、H23年度より取り組んできた新規課題で多くの進展があった(一部はH24年度中に論文として発表した)。(1)複合体の構造を解明する研究:アクチン/ コフィリン線維の電子顕微鏡構造解析では、単粒子解析法を用いて近原子分解能(4A程度)の構造が得られ、分子間のループ・ループ間接触の詳細の解明が可能となった。アクチン・トロポミオシン・トロポニン複合体の電子顕微鏡構造解析では、試料調製法と画像解析法の改良によってトロポミオシンとトロポニン分子の位置と形態が区別可能となった。(2)アクチン線維キャッピング蛋白質 (CP) の多層的調節メカニズムの研究では、2種のペプチド(CARMILペプチドと twinfilinのC36ペプチド) とCPの複合体の結晶構造を解明した。CPに前者が結合するとCPをアクチン線維から解離させるが、後者は解離させない。しかも双方のCPへの結合は拮抗的である。これは双方のCP上の結合部位が、共にCP/アクチン結合部位とは異なり(アロステリックであり)、互いに部分的に重複していることに因る。計算科学およびNMRの専門家と共同で、双方のペプチド結合がCPに異なる作用を及ぼす理由の探究を開始した。(3)細胞内のアクチン線維網目構造の解析: 細胞内では蛋白質相互間に働く力が希薄溶液であるin vitro条件とは異なる。よって細胞内のアクチン線維の構造解明は重要である。ウィーンのSmallたちと共同して電子顕微鏡トモグラフィー法とその写真解析法を確立し、細胞内葉状仮足を形成するアクチン重合体の極性を決定する方法を確立し、ほとんどの重合体がB端を膜に向けていることを確認した(2012, J.Mol.Biol)。またArp2/3複合体が形成するアクチン重合体分岐構造を同定し、その分布を明らかにした (2012, J.Cell Sci)。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] "Physicochemical analysis from real-time imaging of liposome tubulation reveals the characteristics of individual F-BAR domain proteins2013

    • 著者名/発表者名
      Takiguchi Kingo
    • 雑誌名

      Langmuir.

      巻: 8;29(1) ページ: 328-36

    • DOI

      10.1021/la303902q

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct determination of actin polarity in the cell2012

    • 著者名/発表者名
      Narita Akihiro
    • 雑誌名

      J.Mol.Biol.

      巻: 419 ページ: 359-68

    • DOI

      10.1016/j.jmb.2012.03.015

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Actin Branching in the initiation and maintenance of lamellipodia2012

    • 著者名/発表者名
      Vinzenz M
    • 雑誌名

      J.Cell Science

      巻: 125(11) ページ: 3775-85

    • DOI

      10.1242/jcs.107623

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A novel actin-like filament structure from Clostridium tetani2012

    • 著者名/発表者名
      Narita Akihiro
    • 雑誌名

      J. Biol.Chem

      巻: 287(25): ページ: 21121-9

    • DOI

      10.1074/jbc.M112.341016

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microtubule-like properties of the bacterial actin homolog ParM-R12012

    • 著者名/発表者名
      Narita Akihiro
    • 雑誌名

      J. Biol.Chem

      巻: 287(44) ページ: 37078-88

    • DOI

      10.1074/jbc.M111.319491

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Role of the actin A108-P112 loop in the polymerization and ATPase activities2012

    • 著者名/発表者名
      Iwasa Mitsusada
    • 雑誌名

      J. Biol.Chem

      巻: 287(52) ページ: 43270-6

    • DOI

      J. Biol.Chem

    • 査読あり
  • [学会発表] Inhibitation mechanism of actin capping protein by phosphatidylinositol bisphosphate2012

    • 著者名/発表者名
      Kato Fumika
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      マリンメッセ福岡(福岡県)
    • 年月日
      20121211-20121214
  • [学会発表] 分子ロボティクス---感覚と知能を備えた分子ロボットの創成---プロジェクト紹介「分子ロボットの運動」2012

    • 著者名/発表者名
      小林 聡
    • 学会等名
      SSI2012講演会
    • 発表場所
      ウィル愛知(愛知県)
    • 年月日
      20121123-20121123
  • [学会発表] 裏打ち蛋白質の添加による脂質二重膜内に形成されたドメインの安定化2012

    • 著者名/発表者名
      山田 駿介
    • 学会等名
      「細胞を創る」研究会5.0
    • 発表場所
      東京工業大学(神奈川県)
    • 年月日
      20121121-20121122
  • [学会発表] Conformational and energetic cycle of actin in polymerization and depolymerization2012

    • 著者名/発表者名
      Maeda Yuichiro
    • 学会等名
      EMBO-FEBS Lecture Course, Novel Biophysical Approaches in the Investigation of the Cytoskeleton, The 27th European Cytoskeleton Forum Meeting
    • 発表場所
      Hotel Platinus Pecs(Hungary)
    • 年月日
      20121103-20121107
    • 招待講演
  • [学会発表] 分子動力学法によるcapping protein(CP)の動的構造の解析 Structural fluctuations of capping proteins analyzed by molecular dynamics simulations"2012

    • 著者名/発表者名
      Koike R.
    • 学会等名
      第50回日本生物物理学会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      20120922-20120924
  • [学会発表] 精製タンパク質の構造から in situ の構造まで:電顕を利用して From purified protein structures in situ structures using EM2012

    • 著者名/発表者名
      Miyazaki N.
    • 学会等名
      第50回日本生物物理学会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      20120922-20120924
  • [学会発表] アクチン様トレッドミリングモータが満たすべき最小条件 Minimum requirements for the achin-like treadmilling motor system2012

    • 著者名/発表者名
      成田 哲博
    • 学会等名
      第50回日本生物物理学会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      20120922-20120924
  • [学会発表] STEMトモグラフィー法を用いた細菌及び真核細胞内超分子複合体の可視化 Structural visualization of supramolecules in bacterial and eukaryotic cells using STEM tomography2012

    • 著者名/発表者名
      小池 雅文
    • 学会等名
      第50回日本生物物理学会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      20120922-20120924
  • [学会発表] F-BARによるリポソームのチューブレーションのリアルタイム観察 Real-time observation of liposome by F-BAR2012

    • 著者名/発表者名
      瀧口 陽子
    • 学会等名
      第50回日本生物物理学会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      20120922-20120924
  • [学会発表] 構造解析から迫るアクチンフィラメント動態Structural analysis of the actin filament in vitro and vivo2012

    • 著者名/発表者名
      成田 哲博
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第68回学術講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県)
    • 年月日
      20120514-20120516
    • 招待講演
  • [学会発表] 重合能を持つ蛋白質の結合が膜ドメインの形成に与える影響の支持平面二重膜を用いた直接間接2012

    • 著者名/発表者名
      山田 駿介
    • 学会等名
      日本膜学会第34回年会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都)
    • 年月日
      20120507-20120509
  • [備考] 名古屋大学構造生物学研究センター

    • URL

      http://str.bio.nagoya-u.ac.jp:8080/Plone

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公開日: 2014-07-24  

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