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2014 年度 実績報告書

In‐Cell NMR法の一般化に向けたデータ解析アルゴリズムと信号処理法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 24770101
研究機関首都大学東京

研究代表者

池谷 鉄兵  首都大学東京, 理工学研究科, 助教 (30457840)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードIn-cell NMR / 蛋白質立体構造計算 / pseudocontact shift / Maximum Entropy
研究実績の概要

NMR信号処理法の開発では,これまで開発を進めてきたQuantitative Maximum Entropy(QME)を4D NOESYスペクトル等に応用し性能評価を行った.また,近年活発に応用が進んでいる圧縮センシング法との性能比較の結果,QMEはこれら手法と比較しても同等かむしろより正確にスペクトルを再構成可能であることを示した.これらの成果は,2015年のBiochem. Biophys. Res. Commun. 誌に報告した.
NMR立体構造計算手法の開発では,本年度は特に常磁性金属を用いたNMRの手法に関していくつか研究が進展した.常磁性金属は,最も標準的なNOEを用いた手法に比べて,遠距離の距離情報,角度情報を得ることができるため近年研究が活発化している.本年度は,常磁性金属を蛋白質に結合させるために新たに設計したキレートタグDOTA-M8の合成に成功し,モデル蛋白質にこれを簡便かつ安定的に結合させられることを示した.この蛋白質試料を用いたNMR実験では,in-vitro環境下で,PRE(Paramagnetic Relaxation Enhancement)やPCS(PseudoContact Shift)の観測にも成功した.今後はこのスペクトルの帰属を行い,化学シフトやピーク強度変化から,距離,角度情報を抽出予定である.計算手法開発の観点では,磁化率テンソルを計算する新規手法を,我々が開発を進めているNMR立体構造計算プログラムCYANAに実装することに成功した.これにより,構造の最適化と磁化率テンソルの計算を再帰的に行うことが可能なため,より高精度の構造情報を習得可能となる.シミュレーションデータを用いた計算実験では,良好な結果を示したことから,今後はDOTA-M8を用いた実際の実験データを用いて,本手法の有用性を検証する.

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (21件) (うち招待講演 7件)

  • [雑誌論文] Evaluation of the reliability of the maximum entropy method for reconstructing 3D and 4D NOESY-type NMR spectra of proteins.2015

    • 著者名/発表者名
      Shigemitsu, Y., Ikeya, T., Yamamoto, A., Tsuchie, Y., Mishima, M., Smith, B. O., Guentert, P. & Ito, Y.
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Res. Commun.

      巻: 457 ページ: 200-205

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2014.12.088

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Influence of incomplete NOESY peaks of the interface residues on structure determinations of homodimeric proteins.2014

    • 著者名/発表者名
      Lin, Y. J., Ikeya, T., Kirchner, D. K. & Guentert, P.
    • 雑誌名

      J. Chin. Chem. Soc.

      巻: 61 ページ: 1297-1306

    • DOI

      10.1002/jccs.201400095

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Automated resonance assignment of the 21 kDa stereo-array isotope labeled thioldisulfide oxidoreductase DsbA.2014

    • 著者名/発表者名
      Schmidt, E., Ikeya, T., Takeda, M., Loehr, F., Buchner, L., Ito, Y., Kainosho, M., Guentert, P.
    • 雑誌名

      J. Magn. Reson.

      巻: 249 ページ: 88-93

    • DOI

      10.1016/j.jmr.2014.10.005

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] A NMR protein structure determination algorithm based on Bayesian inference2015

    • 著者名/発表者名
      Teppei Ikeya
    • 学会等名
      The Global Human Resource Program Bridging Across Physics and Chemistry
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2015-01-30 – 2015-01-30
  • [学会発表] Dynamical ordering of biomolecular systems for creation of integrated functions2015

    • 著者名/発表者名
      Teppei Ikeya, Yutaka Ito
    • 学会等名
      "Dynamical ordering of biomolecular systems for creation of integrated functions" The 3rd International Symposium
    • 発表場所
      三重
    • 年月日
      2015-01-10 – 2015-01-11
  • [学会発表] NMR法の基礎2015

    • 著者名/発表者名
      池谷鉄兵, 伊藤隆
    • 学会等名
      新学術領域「生命分子システムにおける動的秩序形成と高次機能発現」計算・計測セミナー
    • 発表場所
      三重
    • 年月日
      2015-01-09 – 2015-01-09
    • 招待講演
  • [学会発表] スパースモデリングによるNMR計測・解析の高速高精度化2014

    • 著者名/発表者名
      木川隆則,葛西卓磨, 池谷鉄兵
    • 学会等名
      新学術領域「スパースモデリングの深化と高次元データ駆動科学の創成」公開シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2014-12-15 – 2014-12-17
  • [学会発表] Three-Dimensional Protein Structure and Dynamics in Living Cells2014

    • 著者名/発表者名
      Teppei Ikeya, Jin Inoue, Peter Guentert, Yutaka Ito
    • 学会等名
      7th Korea-Japan Seminars on Biomolecular Sciences
    • 発表場所
      ソウル,韓国
    • 年月日
      2014-11-26 – 2014-11-28
    • 招待講演
  • [学会発表] 生きた細胞内での蛋白質の立体構造とダイナミクス2014

    • 著者名/発表者名
      池谷鉄兵,伊藤隆
    • 学会等名
      構造活性相関シンポジウム
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      2014-11-13 – 2014-11-14
    • 招待講演
  • [学会発表] ベイズ推定を利用したNMR蛋白質構造最適化法の開発2014

    • 著者名/発表者名
      池谷鉄兵, 伊藤隆, Peter Guentert
    • 学会等名
      第53回NMR討論会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2014-11-04 – 2014-11-06
  • [学会発表] Sf9細胞のin-cell NMR を用いた3D NOESYスペクトルの測定2014

    • 著者名/発表者名
      田中孝,濱津順平,池谷鉄兵,三島正規,伊藤隆
    • 学会等名
      第53回NMR討論会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2014-11-04 – 2014-11-06
  • [学会発表] ヒト培養細胞を用いたcalbindin D9kのin-cell NMR測定2014

    • 著者名/発表者名
      鴨志田一,石川真帆,田中孝,井上仁,池谷 鉄兵三島 正規,白川 昌宏,伊藤 隆
    • 学会等名
      第53回NMR討論会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2014-11-04 – 2014-11-06
  • [学会発表] 生きた細胞中の天然変性蛋白質の動態2014

    • 著者名/発表者名
      池谷鉄兵, 井上仁, 伊藤隆
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • 招待講演
  • [学会発表] ベイズ推定を利用したNMR蛋白質構造最適化法の開発2014

    • 著者名/発表者名
      池谷鉄兵, 伊藤隆, Peter Guentert
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [学会発表] NMR スペクトルの再構成における圧縮センシングの基底選択の影響2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Sumikoshi , Teppei Ikeya , Yutaka Ito , Kentaro Shimizu
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [学会発表] タンパク質の立体構造計算におけるNMRデータの可視化2014

    • 著者名/発表者名
      池谷鉄兵, 伊藤隆, Peter Guentert
    • 学会等名
      日本分光学会NMR分科会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-11
    • 招待講演
  • [学会発表] A refinement method for NMR protein structure determination based on Bayesian inference2014

    • 著者名/発表者名
      Teppei Ikeya, Yutaka Ito, Peter Guentert
    • 学会等名
      XXVIth ICMRBS
    • 発表場所
      Dallas, Texas USA
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-29
    • 招待講演
  • [学会発表] Structural analysis of proteins inside living sf9 cells by in-cell NMR spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      Takashi Tanaka, Jumpei Hamatsu, Emiko Seiwa, Teppei Ikeya, Masaki Mishima, Yutaka Ito
    • 学会等名
      XXVIth ICMRBS
    • 発表場所
      Dallas, Texas USA
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-29
  • [学会発表] An in-cell NMR study of monitoring stress-induced increase of cytosolic Ca2+ concentration in HeLa cells2014

    • 著者名/発表者名
      Dambarudhar Shiba Sanker Hembram, Hajime Kamoshida, Takahiro Haremaki, Jumpei Hamatsu, Jin Inoue, Teppei Ikeya, Masaki Mishima, Masahiro Shirakawa, Yutaka Ito
    • 学会等名
      XXVIth ICMRBS
    • 発表場所
      Dallas, Texas USA
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-29
  • [学会発表] 生細胞内の秩序構造が誘起する蛋白質立体構造の安定性2014

    • 著者名/発表者名
      池谷鉄兵, 伊藤隆
    • 学会等名
      新学術領域「生命分子システムにおける動的秩序形成と高次機能発現」領域会議
    • 発表場所
      石川県小松市
    • 年月日
      2014-08-04 – 2014-08-07
  • [学会発表] NMRを用いた細胞内環境における蛋白質のフォールディング解析2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤隆, 井上仁, 池谷鉄兵
    • 学会等名
      第14回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-06-25 – 2014-06-27
  • [学会発表] ベイズ推定を用いたNMRデータのモデリングと蛋白質立体構造計算2014

    • 著者名/発表者名
      池谷鉄兵, 池田思朗, 木川隆則,伊藤隆, Peter Guentert
    • 学会等名
      新学術領域「スパースモデリングの深化と高次元データ駆動科学の創成」領域会議
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2014-06-19 – 2014-06-21
  • [学会発表] A NMR structure calculation algorithm based on Bayesian inference2014

    • 著者名/発表者名
      池谷鉄兵,伊藤隆
    • 学会等名
      阪大学蛋白質研究所セミナー IPR Seminar
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-06-19 – 2014-06-19
    • 招待講演
  • [学会発表] Applications of nonlinear sampling and maximum entropy reconstruction to problematic protein samples2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤隆,池谷鉄兵
    • 学会等名
      大阪大学蛋白質研究所セミナー IPR Seminar
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-06-19 – 2014-06-19

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公開日: 2016-06-01  

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