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

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20227008
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 前田 雄一郎 名古屋大学, 理学研究科, 特任教授 (10321811)
• 研究分担者: 成田 哲博 名古屋大学, 理学研究科, 助教 (30360613)
• 連携研究者: 甲斐荘 正恒 名古屋大学, 理学研究科, 研究顧問 (20137029) ; 渡邊 信久 名古屋大学, シンクロトロン光研究センター, 教授 (70212321)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2012
• キーワード: 細胞運動 / 細胞骨格 / アクチン・トレッドミリング / 筋収縮の調節

研究概要

蛋白質アクチンは高等生物の細胞に最も多量に含まれ多くの重要な細胞機能を担う。筋細胞中では数珠のように連結した重合体として筋収縮とその調節に関与し、他方一般細胞では他の蛋白質の助けを借りて重合と脱重合を繰り返す循環的分子運動によって細胞を動かす。本研究でははじめてアクチン重合体の原子構造を解明し、またアクチンと他の蛋白質の複合体構造を解明した。それら構造情報を基に機能発現メカニズムの理解を進めた。

研究成果

• [雑誌論文] Actin branching in the initiation and maintenance of lamellipodia. (2012)
  • 著者名/発表者名: Vinzenz M., Nemethova M., Schur F., Mueller J., Narita A., Urban E., Winkler C., Schmeiser C., Koestler S. A., Rottner K., Resch G. P., Maeda Y. & Small, J. V
  • 雑誌名: J Cell Sci 巻: 125 ページ: 2775-85
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct determination of actin polarity in the cell. (2012)
  • 著者名/発表者名: Narita, A., Mueller, J., Urban, E., Vinzenz, M., Small, J. V. & Maeda, Y
  • 雑誌名: J Mol Biol 巻: 419 ページ: 359-68
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis for the slow dynamics of the actin filament pointed end. (2011)
  • 著者名/発表者名: Narita A, Oda T & Maeda Y
  • 雑誌名: EMBO J 巻: 30 ページ: 1230-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Merits of the double-stranded form of the actin filament revealed by structures of the filament ends (2011)
  • 著者名/発表者名: Narita, A
  • 雑誌名: Commun Integr Biol 巻: 4 ページ: 692-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Minimum requirements for the actin-like treadmilling motor system. (2011)
  • 著者名/発表者名: Narita, A
  • 雑誌名: Bioarchitecture 巻: 1 ページ: 205-208
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron microscopic visualization of the filament binding mode of actin -binding proteins. (2011)
  • 著者名/発表者名: Ito, T., Hirayama, T., Taki, M., Iyoshi, S., Dai, S., Takeda, S., Kimura-Sakiyama, C., Oda, T., Yamamoto, Y., Maeda, Y. & Narita, A.
  • 雑誌名: filament binding mode of actin -binding proteins. J Mol Biol 巻: 408 ページ: 26-39
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human spire interacts with the barbed end of the actin filament. (2011)
  • 著者名/発表者名: Ito T, Narita A, Hirayama T, Taki M, Iyoshi, S., Yamamoto, Y., Maeda, Y. & Oda, T.
  • 雑誌名: J Mol Biol 巻: 408 ページ: 18-25
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two distinct mechanisms for actin capping protein regulation--steric and allosteric inhibition. (2010)
  • 著者名/発表者名: Takeda, S., Minakata, S., Koike, R., Kawahata, I., Narita, A., Kitazawa, M., Ota, M., Yamakuni, T., Maeda, Y. & Nitanai, Y
  • 雑誌名: PLoS Biol 巻: 8 ページ: e1000416
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple Conformations of F-actin. (2010)
  • 著者名/発表者名: Oda, T. & Maeda, Y
  • 雑誌名: Structure 巻: 18 ページ: 761-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] The nature of the globular- to fibrous-actin transition. (2009)
  • 著者名/発表者名: Oda, T., Iwasa, M., Aihara, T., Maeda, Y. & Narita, A
  • 雑誌名: Nature 巻: 457 ページ: 441-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional aberration of myofibrils by cardiomyopathy-causing mutations in the coiled-coil region of the troponin-core domain. (2009)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, F., Maeda, K., Chatake, T., Maeda, Y. & Fujiwara, S.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 382 ページ: 205-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular structure of the ParM polymer and the mechanism leading to its nucleotide-driven dynamic instability. (2008)
  • 著者名/発表者名: Popp, D., Narita, A., Oda, T., Fujisawa, T., Matsuo, H., Nitanai, Y., Iwasa, M., Maeda, K., Onishi, H. & Maeda, Y
  • 雑誌名: EMBO J 巻: 27 ページ: 570-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two-crystal structures of tropomyosin C-terminal fragment 176-273: exposure of the hydrophobic core to the solvent destabilizes the tropomyosin molecule (2008)
  • 著者名/発表者名: Minakata, S., Maeda, K., Oda, N., Wakabayashi, K., Nitanai, Y. & Maeda, Y
  • 雑誌名: Biophys J 巻: 95 ページ: 710-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dual roles of Gln137 of actin revealed by recombinant human cardiac muscle alpha-actin mutants. (2008)
  • 著者名/発表者名: Iwasa M, Maeda K, Narita A, Maeda Y & Oda T
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 283 ページ: 21045-53
  • 査読あり
• [学会発表] Conformational and energetic cycle of actin in polymerization and depolymerization, EMBO-FEBS Lecture Course (2012)
  • 著者名/発表者名: Maeda Y. Oda T., Narita A
  • 学会等名: The 27th European Cytoskeleton Forum Meeting
  • 発表場所: Pecs, Hungary
  • 年月日: 2012-11-04
• [学会発表] A Static View of the Dynamic Actin Filament (2011)
  • 著者名/発表者名: Maeda Y
  • 学会等名: Muscle & Molecular Motors at Gordon Research Conference
  • 発表場所: New London, NH., USA
  • 年月日: 20110700
• [学会発表] Structural insights into mechanism of the actin treadmilling (2011)
  • 著者名/発表者名: Maeda Y
  • 学会等名: IX European Symposium of he Protein Society
  • 発表場所: Stockholm, Sweden
  • 年月日: 20110500
• [学会発表] Two distinct mechanisms for actin capping protein regulation (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeda S
  • 学会等名: Embo Lecture Courese The 26th. European Cytoskeletal Forum Meeting "Actin-Based Motility", Stresa
  • 発表場所: Lake Maggiore, Italy
  • 年月日: 2011-11-10
• [学会発表] Single Particle analysis for actin filaments and other cytoskeletal filaments (2010)
  • 著者名/発表者名: Narita A., Maeda Y
  • 学会等名: The 66th. Annual Meeting of the Japanese Society of Microscopy Nagoya
  • 発表場所: Japan.
  • 年月日: 20100500
• [学会発表] Two distinct mechanismss for actin capping protein regulation-Steric and allosteric infibition (2010)
  • 著者名/発表者名: Maeda Y
  • 学会等名: Alpbach meeting, Myosin Muscle and Many other motors
  • 発表場所: Alpbach, Austria
  • 年月日: 20100300
• [学会発表] High resolution structure and basic properties of F-actin (2009)
  • 著者名/発表者名: Maeda Y., Oda T., Narita A., Iwasa M., Maeda K., Aihara T
  • 学会等名: International Union of Physiological Sciences(IUPS)
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20090700
• [学会発表] Towards understanding the basic properties of F-actin (2009)
  • 著者名/発表者名: Maeda Y
  • 学会等名: Biochemical Interactions : from molecules to Function
  • 発表場所: Valen, Germany
  • 年月日: 20090400
• [学会発表] The Nature of Gto F-actin transition (2008)
  • 著者名/発表者名: Maeda Y, Oda T, Narita A
  • 学会等名: Goradon Research Conference, "Muscle and molecular motors"
  • 発表場所: New London, NH, USA
  • 年月日: 20080700
• [図書] 「細胞運動のメカニズム」、現代生物科学入門3,構造機能生物学、第二章 (2011)
  • 著者名/発表者名: 前田雄一郎・小田俊郎
  • 出版者: 岩波書店
• [備考]
  • URL: http://str.bio.nagoya-u.ac.jp:8080/Plone