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2012 年度 実績報告書

イオンモビリティ質量分析による生体超分子のコンフォメーション解析

研究課題

研究課題/領域番号 22570120
研究機関横浜市立大学

研究代表者

明石 知子  横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科, 准教授 (10280728)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワードタンパク質 / 生体分子 / 分析科学 / 質量分析
研究概要

1. イオンモビリティ質量分析(IM-MS)とX線小角散乱(SAXS)との組み合わせ
SAXS のデータから構築されるダミー残基モデルから衝突断面積を計算する方法を確立し、しっかりとフォールドしたタンパク質とフレキシブルな領域を有するタンパク質では、IM-MS で観測される挙動が異なることを明らかにした。この研究成果をまとめ論文化した。
2. IM-MS と分子動力学シミュレーション(MD simulation)との組み合わせ
IM-MSで得られる衝突断面積を有する試料イオンの構造を考察する目的で、MD simulation を組み合わせた解析法を検討した。試料として、しっかりとフォールドした部分とフレキシブルな領域の両方が存在するタンパク質複合体を用いた。IM-MSではエレクトロスプレーでイオン化し、その挙動を質量分析するとともに移動度を分析する。そこで、MD simulation では、気相からでなく溶液→気相の順で計算を行うとともに、それぞれにおける荷電状態も考慮することにした。さらに MD simulation を 100, 200, 300, 400 K の4つの温度で行い、各温度当たり150個ずつの構造を導き出すことで、IM-MSで観測される衝突断面積の分布をカバーすることができることがわかった。そして、フォールドした部分とフレキシブルな領域の両方が存在するタンパク質複合体では、IM-MS の過程ではフォールドした部分はほぼ保持され、フレキシブルな部分に構造の多様性があることが、 MD simulation で示された。

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

    (16件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 2件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] タンパク質複合体のイオンモビリティ質量分析2013

    • 著者名/発表者名
      明石知子、七種和美
    • 雑誌名

      エアロゾル研究

      巻: 28(2)(印刷中)

  • [雑誌論文] Gas-phase structure of the histone multimers characterized by ion mobility mass spectrometry and molecular dynamics simulation2013

    • 著者名/発表者名
      Saikusa, K., Fuchigami, S., Takahashi, K., Asano, Y., Nagadoi, A., Tachiwana, H., Kurumizaka, H., Ikeguchi, M., Nishimura, Y., Akashi, S.
    • 雑誌名

      Anal. Chem.

      巻: 85 ページ: 4165-4171

    • DOI

      10.1021/ac400395j

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterisation of an intrinsically disordered protein complex of Swi5-Sfr1 by ion mobility mass spectrometry and small-angle X-ray scattering2013

    • 著者名/発表者名
      Saikusa, K., Kuwabara, N., Kokabu, Y., Inoue, Y., Sato, M., Iwasaki, H., Shimizu, T., Ikeguchi, M., Akashi, S.
    • 雑誌名

      Analyst

      巻: 138 ページ: 1441-1449

    • DOI

      10.1039/c2an35878f.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal Structures of Penicillin-Binding Protein 3 (PBP3) from Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus in the Apo and Cefotaxime-Bound Forms.2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, H., Kawai, F., Obayashi, E., Akashi, S., Roper, D.I., Tame, J.R., Park, S.Y.
    • 雑誌名

      J. Mol. Biol.

      巻: 423 ページ: 351-364

    • DOI

      10.1016/j.jmb.2012.07.012.

    • 査読あり
  • [学会発表] 質量分析による構造生物学2013

    • 著者名/発表者名
      明石知子
    • 学会等名
      中性子連携研究会(第4 回中性子小角散乱解析法研究会)
    • 発表場所
      京都大学東京オフィス(東京)
    • 年月日
      20130313-20130315
    • 招待講演
  • [学会発表] Characterization of IDPs by Mass Spectrometry and MD simulation2013

    • 著者名/発表者名
      Satoko Akashi
    • 学会等名
      2nd International Symposium on Intrinsically Disordered Proteins
    • 発表場所
      Riken Yokohama Institute Koryuto Hall (Yokohama)
    • 年月日
      20130123-20130124
  • [学会発表] 高分子としてのタンパク質構造解析:様々の手法のシンクロナイゼーション -質量分析の立場から-2012

    • 著者名/発表者名
      明石知子
    • 学会等名
      第6回ソフトマター中性子散乱研究会
    • 発表場所
      研究社英語センタービル 大会議室(東京)
    • 年月日
      20121221-20121221
    • 招待講演
  • [学会発表] 質量分析を用いたヌクレオソームのアセチル化に伴う構造変化の解析2012

    • 著者名/発表者名
      畔上奈々子、七種和美、神蔵祐典、戸所泰人、立和名博昭、長土居有隆、胡桃坂仁志、西村善文、明石知子
    • 学会等名
      第85回日本生化学会大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡)
    • 年月日
      20121214-20121216
  • [学会発表] What happens on the histone multimers in the gas phase?2012

    • 著者名/発表者名
      Kazumi Saikusa, Sotaro Fuchigami, Kyohei Takahashi, Yuuki Asano, Aritaka Nagadoi, Hiroaki Tachiwana, Hitoshi Kurumizaka, Mitsunori Ikeguchi, Yoshifumi Nishimura, Satoko Akashi
    • 学会等名
      19th International Conference on Mass Spectrometry
    • 発表場所
      Kyoto International Conference Center, Kyoto
    • 年月日
      20120916-20120921
  • [学会発表] Behavior of intrinsically disordered regions within a protein complex ofSwi5-Sfr1 characterized by IM-MS and SAXS2012

    • 著者名/発表者名
      Kazumi Saikusa, Naoyuki Kuwabara, Yuichi Kokabu, Mamoru Sato, Hiroshi Iwasaki, Mitsunori Ikeguchi, Toshiyuki Shimizu, Satoko Akashi
    • 学会等名
      19th International Conference on Mass Spectrometry
    • 発表場所
      Kyoto International Conference Center, Kyoto
    • 年月日
      20120916-20120921
  • [学会発表] Structure of a Beta-Crystallin Heterodimer by Ion Mobility and Radical Probe Mass Spectrometry2012

    • 著者名/発表者名
      Kevin Downard, Yuichi Kokabu, Mitsunori Ikeguchi, Satoko Akashi
    • 学会等名
      19th International Conference on Mass Spectrometry
    • 発表場所
      Kyoto International Conference Center, Kyoto
    • 年月日
      20120916-20120921
  • [学会発表] Behavior of Intrinsically Disordered Regions within a Protein Complex of Swi5-Sfr1 Characterized by Ion Mobility Mass Spectrometry2012

    • 著者名/発表者名
      Kazumi Saikusa, Naoyuki Kuwabara, Yuichi Kokabu, Mamoru Sato, Hiroshi Iwasaki, Mitsunori Ikeguchi, Toshiyuki Shimizu, and Satoko Akashi
    • 学会等名
      The 60th ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics
    • 発表場所
      Vancouver Convention Center, Canada
    • 年月日
      20120520-20120524
  • [学会発表] Application of Homology Modelling, Ion Mobility and Protein Footprinting in Unison to Characterize Protein Bimolecular Complexes2012

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Kokabu, Mitsunori Ikeguchi, Satoko Akashi, Kevin Downard
    • 学会等名
      The 60th ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics
    • 発表場所
      Vancouver Convention Center, Canada
    • 年月日
      20120520-20120524
  • [学会発表] Impact of Protein Oxidation on their Ion Mobility for Protein Footprinting Applications2012

    • 著者名/発表者名
      Simin Maleknia, Satoko Akashi, Kevin Downard
    • 学会等名
      The 60th ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics
    • 発表場所
      Vancouver Convention Center, Canada
    • 年月日
      20120520-20120524
  • [図書] “現代質量分析学”、第26章 生体超分子2013

    • 著者名/発表者名
      明石知子
    • 総ページ数
      383-392
    • 出版者
      化学同人
  • [図書] “試料分析講座 タンパク質分析”、日本分析化学会編 5.3 タンパク質複合体のネイティブ質量分析2012

    • 著者名/発表者名
      明石知子
    • 総ページ数
      183-197
    • 出版者
      丸善出版

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公開日: 2014-07-24  

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