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

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22570120
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造生物化学
• 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, 大学院・生命ナノシステム科学研究科, 准教授 (10280728)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 質量分析

研究概要

従来の構造解析手法では解析が困難な生体超分子について、イオンモビリティ質量分析により複合体の質量と合わせて衝突断面積の情報を獲得し、複合体の安定性やコンフォメーション変化を詳細に解析するため、研究を行った。その結果、X線小角散乱で得られる粗視化モデルから衝突断面積を計算する方法を確立し、また、分子動力学シミュレーションと組み合わせることで、しっかりとフォールドした部分とフレキシブルな部分では、気相における挙動が異なることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Gas-phase structure of the histone multimers characterized by ion mobility mass spectrometry and molecular dynamics simulation (2013)
  • 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
  • URL: http://dx.doi.org/10.1021/ac400395j
• [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] Impact of Limited Oxidation on Protein Ion Mobility and Structure of Importance to Footprinting by Radical Probe Mass Spectrometry (2012)
  • 著者名/発表者名: *Downard, K.M., Maleknia, S.D., Akashi, S
  • 雑誌名: Rapid Commun. Mass Spectrom 巻: 26 ページ: 226-230
  • DOI: doi:10.1002/rcm.5320
• [雑誌論文] Function of homo-and hetero-oligomers of human nucleoplasmin/nucleophosmin family proteins NPM1, NPM2, and NPM3 during sperm chromatin remodeling (2012)
  • 著者名/発表者名: *Okuwaki, M., Sumi, A., Hisaoka, M., Saotome-Nakamura, A., Akashi, S., Nishimura, Y., Nagata, K
  • 雑誌名: Nuleic Acid Res 巻: 40 ページ: 4861-4878
  • DOI: doi:10.1093/nar/gks162
• [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: doi:10.1016/j.jmb.2012.07.012
• [雑誌論文] Characterisation of an intrinsically disordered protein complex of Swi5-Sfr1 by ion mobility mass spectrometry and small-angle X-ray scattering (2012)
  • 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: doi:10.1039/c2an35878f
• [雑誌論文] Structural and biochemical analyses of the human PAD4 variant encoded by a functional haplotype gene (2011)
  • 著者名/発表者名: Horikoshi, N.,Tachiwana, H., Saito, K., Osakabe, A., Sato, M., Yamada, M., Akashi, S., Nishimura, Y., Kagawa, W., *Kurumizaka, H
  • 雑誌名: Acta Crystallogr D Biol Crystallogr 巻: 67 ページ: 112-118
  • DOI: doi:10.1107/S0907444910051711
• [雑誌論文] Homology Modelled Structure of the βB2B3-Crystallin Heterodimer Studied by Ion Mobility and Radical Probe Mass Spectrometry (2011)
  • 著者名/発表者名: *Downard, K.M., Kokabu, Y., Ikeguchi, M., Akashi, S
  • 雑誌名: FEBS J 巻: 278 ページ: 4044-4054
  • DOI: doi:10.1111/j.1742-4658.2011.08309.x.
• [雑誌論文] Fission yeast Swi5-Sfr1 complex, an activator of Rad51 recombinase, forms an extremely elongated Dogleg-shaped structure (2011)
  • 著者名/発表者名: Kokabu, Y., Murayama, Y., Kuwabara, N., Oroguchi, T., Hashimoto, H., Tsutsui, Y., Nozaki, N., Akashi, S., Unzai, S., Shimizu, T., Iwasaki, H., Sato, M., *Ikeguchi, M
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 286 ページ: 43569-43576
  • DOI: doi:10.1074/jbc.M111.303339
• [雑誌論文] 「質量分析によるタンパク質複合体の相互作用解析」生物工学 (2011)
  • 著者名/発表者名: 明石知子
  • 雑誌名: 日本生物工学会 巻: 89(7) ページ: 384-387
• [雑誌論文] Crystal structure of human REV7 in complex with a human REV3 fragment and structural implication of the interaction between DNA polymerase・and REV1 (2010)
  • 著者名/発表者名: Hara, K., *Hashimoto H., Murakumo, Y.,Kobayashi, S., Kogame, T., Unzai, S., Akashi, S., Takeda, S., Shimizu, T., Sato, M
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 285 ページ: 12299-12307
  • DOI: doi:10.1074/jbc.M109.092403
• [雑誌論文] Deimination stabilizes histone H2A/H2B dimers as revealed by electrospray ionization mass spectrometry (2010)
  • 著者名/発表者名: Shimoyama, S., Nagadoi, A., Tachiwana, H., Yamada, M., Sato, M., Kurumizaka, H., *Nishimura, Y., *Akashi, S
  • 雑誌名: J. Mass Spectrom 巻: 45 ページ: 900-908
  • DOI: doi:10.1002/jms.1778.
• [雑誌論文] Guidelines for reporting the use of capillary electrophoresis in proteomics. (2010)
  • 著者名/発表者名: Domann, P.J., Akashi, S., Barbas, C., Huang, L., Lau, W., Legido-Quigley, C., McClean, S., Neususs, C., Perrett, D., Quaglia, M., Rapp, E., Smallshaw, L., Smith, N.W., Smyth, W.F., Taylor, C.F
  • 雑誌名: Nat. Biotechnol. 巻: 28 ページ: 654-655
  • DOI: doi:10.1038/nbt0710-654b
• [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
  • 年月日: 20121214-16
• [学会発表] Characterization of histone multimers in the gas phase by ion mobility mass spectrometry and molecular dynamics simulation (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: 第50回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学(愛知県)
  • 年月日: 20120922-24
• [学会発表] Behavior of intrinsically disordered regions within a protein complex of Swi5-Sfr1 characterized by IM-MS and SAXS (2012)
  • 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: Behavior of intrinsically disordered regions within a protein complex of Swi5-Sfr1 characterized by IM-MS and SAXS
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20120916-21
• [学会発表] Structure of a Beta-Crystallin Heterodimer by Ion Mobility and Radical Probe Mass Spectrometry (2012)
  • 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
  • 年月日: 20120916-21
• [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
  • 年月日: 20120716-31
• [学会発表] Behavior of Intrinsically Disordered Regions within a Protein Complex of Swi5-Sfr1 Characterized by Ion Mobility Mass Spectrometry (2012)
  • 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: The 60th ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics, poster
  • 発表場所: Vancouver
  • 年月日: 20120520-24
• [学会発表] Application of Homology Modelling, Ion Mobility and Protein Footprinting in Unison to Characterize Protein Bimolecular Complexes (2012)
  • 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, poster
  • 発表場所: Vancouver
  • 年月日: 20120520-24
• [学会発表] Kevin Downard, Impact of Protein Oxidation on their Ion Mobility for Protein Footprinting Applications (2012)
  • 著者名/発表者名: Simin Maleknia, Satoko Akashi
  • 学会等名: The 60th ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics, poster
  • 発表場所: Vancouver
  • 年月日: 20120520-24
• [学会発表] Characterization of IDPs by Mass Spectrometry and MD simulation (2012)
  • 著者名/発表者名: Satoko Akashi
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Intrinsically Disordered Proteins
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 20120123-24
• [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: 東京
  • 年月日: 2012-12-21
• [学会発表] 質量分析による構造生物学 (2012)
  • 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: 東京
  • 年月日: 2012-03-14
• [学会発表] イオンモビリティ質量分析によるIDP の構造解析-Swi5-Sfr1 の気相中での構造- (2012)
  • 著者名/発表者名: 七種和美、明石知子
  • 学会等名: 新学術領域研究「天然変性タンパク質の分子認識機構と機能発現」第2回公開シンポジウム
  • 発表場所: 吹田
  • 年月日: 2012-01-24
• [学会発表] 機能するタンパク質の構造変化を質量分析で探る (2011)
  • 著者名/発表者名: 明石知子
  • 学会等名: 公開シンポジウム「蛋白質の機能を解き明かす多彩なアプローチ」(依頼講演)
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20111017-18
• [学会発表] イオンモビリティ質量分析とX線小角散乱による基本転写因子TFIIEの構造解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 七種和美、小田隆、奥田昌彦、池口満徳、佐藤衛、西村善文、明石知子
  • 学会等名: 第59回質量分析総合討論会
  • 発表場所: 吹田
  • 年月日: 20110913-15
• [学会発表] Mass Spectrometry of Histone Multimers (2011)
  • 著者名/発表者名: Satoko Akashi
  • 学会等名: The 2nd Asian Oceanic Mass Spectrometry Conference (2nd AOMSC) (invited)
  • 発表場所: Busan
  • 年月日: 20110817-19
• [学会発表] 質量分析で観るタンパク質の姿 (2011)
  • 著者名/発表者名: 明石知子
  • 学会等名: 理研シンポジウム第12回分析・解析技術と化学の最先端(依頼講演)
  • 発表場所: 和光
  • 年月日: 2011-12-12
• [学会発表] Characterization of histone multimers by ESI-MS (2011)
  • 著者名/発表者名: Shingo Shimoyama, Yuuki Asano, Kyohei Takahashi, Kazumi Saikusa, Aritaka Nagadoi, Hiroaki Tachiwana, Hitoshi Kurumizaka, Yoshifumi Nishimura, Satoko Akashi
  • 学会等名: The 59th ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics, poster
  • 発表場所: Denver
  • 年月日: 2011-06-02
• [学会発表] 質量分析によるタンパク質複合体の相互作用解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 明石知子
  • 学会等名: 第1回生体分子相互作用解析フォーラム(依頼講演)
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-03-10
• [学会発表] Mass Spectrometry for Characterization of IDPs (2011)
  • 著者名/発表者名: Satoko Akashi
  • 学会等名: The 1st International Symposium on Intrinsically Disordered Proteins(依頼講演)
  • 発表場所: 横浜・はまぎんホールヴィアマーレ
  • 年月日: 2011-01-27
• [学会発表] 質量分析を用いた生体超分子の構造機能研究-構造生物学から見たCEへの期待- (2010)
  • 著者名/発表者名: 明石知子
  • 学会等名: 第30回キャピラリー泳動シンポジウム(依頼講演)
  • 発表場所: 岐阜・長良川国際会議場
  • 年月日: 20101115-17
• [学会発表] Mass spectrometry ofDNA G-quadruplex bound to a human telomeric protein, hTRF2 (2010)
  • 著者名/発表者名: Naohiro Kodama, Yuuka Hirao, Noriyuki Iwasaki, Yoshiyuki Itoh, Yoshifumi Nishimura, Satoko Akashi
  • 学会等名: 第37回国際核酸化学シンポジウム(ISNAC 2010)
  • 発表場所: 横浜・はまぎんホールヴィアマーレ
  • 年月日: 20101110-12
• [学会発表] Analysis ofTRAP-antiTRAP interactions by sedimentation velocity analytical ultracentrifugation (2010)
  • 著者名/発表者名: Satoru Unzai, Masahiro Watanabe, Satoko Akashi, Jonathan Heddle, Sam-Yong Park, Jeremy R.H. Tame
  • 学会等名: 第48回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 仙台・東北大学川内キャンパス
  • 年月日: 20100920-22
• [学会発表] タンパク質複合体を観る-イオンモビリティMSの実際- (2010)
  • 著者名/発表者名: 明石知子
  • 学会等名: BMSシンポジウム「機能するタンパク質の構造を探る」
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-12-11
• [学会発表] 転写制御に関わる天然変性タンパク質の質量分析による構造機能解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 明石知子
  • 学会等名: 酵素工学研究会第64回講演会(依頼講演)
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-11-19
• [学会発表] 翻訳後修飾に伴う蛋白質の構造変化-H2A/H2B のシトルリン化- (2010)
  • 著者名/発表者名: 下山真吾、長土居有隆、立和名博昭、浅野裕輝、山田道之、佐藤衛、胡桃坂仁志、西村善文、明石知子
  • 学会等名: 第58回質量分析総合討論会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2010-06-16
• [図書] 現代質量分析学、高山光男、早川滋雄、瀧浪欣彦、和田芳直編第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
• [図書] 翻訳後修飾のプロテオミクス-質量分析装置を中心とした分析法の原理-、平野久、大野茂男編4章4.13.2 質量分析法による脱イミノ化の検出 (2011)
  • 著者名/発表者名: 明石知子
  • 総ページ数: 171-174
  • 出版者: 講談社
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www-mls.tsurumi.yokohama-cu.ac.jp/stbiol/