| 研究実績の概要 |
細胞内において運動性の高い球状蛋白質などの機能，構造，相互作用，安定性を原子分解能で解析できるのがIn-cell NMR分光法である。本課題では，この方法を発展させて運動性の低い生体膜の蛋白質構造や細胞質の蛋白質集合体構造を定量的高感度でNMR解析可能にした。同時にNMRで細胞内での位置情報を得られるようにした。応用としてモデル膜蛋白質についてNMRで得られた蛋白質構造や細胞内位置情報，電子顕微鏡像を組み合わせて，0.1nmから1μmの分解能で細胞モデル構造を解明した。このために，1) 多次元固体NMR定量測定法，2)NMR感度を1000倍向上させたDNP固体NMR法，3)位置情報を与える常磁性造影剤・分極剤の細胞局在法，4)スピン拡散距離測定法，5)対象蛋白質選択的な安定同位体13C,15N標識法を実施した。
細胞部位選択的高感度固体NMR法の確立するために，初めに次の要素技術を高度化した。1) 多次元固体NMR定量解析法，2) DNP-NMR感度向上法，3) 細胞に局在する常磁性造影剤・分極剤利用法，4) スピン拡散距離測定法，5) 細胞内の特定蛋白質選択的な同位体標識法。例えば，2)では感度向上DNP用分極剤の細胞内局在の実証，4)では細胞表面に局在する造影剤との距離を求めるための磁気緩和速度解析である。これらを標識蛋白質が含む細胞系に適用可能にして統合した。これらを統合して，膜蛋白質と水溶性蛋白質ユビキチンについて，細胞内での蛋白質構造など状態，蛋白質数，細胞内での存在分布を明らかにした。これに基づいて，対象蛋白質にフォーカスした細胞モデル構造を提示した。
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