• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2017 年度 実績報告書

心筋症の分子機構解明に向けた変異トロポニン分子内の局所ダイナミクス計測

研究課題

研究課題/領域番号 26750367
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構

研究代表者

松尾 龍人  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 東海量子ビーム応用研究センター, 主任研究員(定常) (60623907)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワードトロポニン / 心筋症 / 中性子散乱 / ダイナミクス
研究実績の概要

本研究は,心筋トロポニン(Tn)分子に生じる家族性肥大型心筋症の原因変異によって,分子内部の局所運動を反映するピコ秒領域のダイナミクスがどのような変化を示すかを明らかにし,疾患発症の分子機構に対する理解を進展させようとするものである.Tnは3つのサブユニット(TnC, TnI, TnT)からなり,TnCのCaイオン結合・解離によって心筋収縮を調節している.本研究では,TnTのK247R変異によるTnコアドメイン(Tn-CD)ダイナミクス異常を明らかにすることを目的とした.
今年度は,昨年度得られた中性子準弾性散乱(QENS)スペクトルの解析及び論文発表を行った.解析では,分子全体の重心拡散と分子内部の局所運動の動力学パラメータを導出した.重心拡散について,導出した拡散係数は全サンプル間で有意差は見られなかったが,この拡散係数には分子の重心拡散だけではなくコイル領域などのセグメント運動が寄与していることが分かった.局所運動については,野生型TnにCaが結合すると,滞留時間減少及び運動振幅の減少することが分かった.これは,TnC-TnIの結合や,分子動力学計算で予測されているTnT2の揺らぎ増大を反映していると考えられる.一方,-Ca状態の野生型と変異型を比較すると,野生型では滞留時間が減少していた.これは,変異箇所周辺の水素結合ネットワークが乱されることによる変化と解釈される.-Ca状態におけるこのような変化により,Ca結合に対する応答性が変化することが考えられる.実際,変異型+Caでは,野生型+Caと比べて運動振幅が有意に増加していた.この振幅増大は,X線溶液散乱によるモデリング研究により報告されている変異型+Caの野生型+Caとは異なるTnT2構造が不安定である可能性を示唆する.このような変異による原子運動の振幅増大が,心筋症発症に伴う機能異常と関連していると考えられる.

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Modulation of the picosecond dynamics of troponin by the cardiomyopathy-causing mutation K247R of troponin T observed by quasielastic neutron scattering2017

    • 著者名/発表者名
      Matsuo, T. Tominaga, T. Kono, F. Shibata, K. Fujiwara, S.
    • 雑誌名

      Biochim Biophys Acta - Proteins and Proteomics

      巻: 1865 ページ: 1781-1789

    • DOI

      10.1016/j.bbapap.2017.09.007

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ligation-Dependent Picosecond Dynamics in Human Hemoglobin As Revealed by Quasielastic Neutron Scattering2017

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara Satoru、Chatake Toshiyuki、Matsuo Tatsuhito、Kono Fumiaki、Tominaga Taiki、Shibata Kaoru、Sato-Tomita Ayana、Shibayama Naoya
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 121 ページ: 8069~8077

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.7b05182

    • 査読あり
  • [学会発表] 中性子準弾性散乱によるタンパク質と水和水のダイナミクス解析2017

    • 著者名/発表者名
      松尾龍人
    • 学会等名
      DIRECTION2017
    • 招待講演
  • [学会発表] Picosecond dynamics of proteins and hydration water studied by quasi-elastic neutron scattering2017

    • 著者名/発表者名
      Matuo, T.
    • 学会等名
      Neutron Biology for Next Generation
    • 招待講演
  • [学会発表] 中性子準弾性散乱で観る筋収縮蛋白質と水和水のピコ秒ダイナミクス2017

    • 著者名/発表者名
      松尾龍人
    • 学会等名
      第6回量子ビームサイエンスフェスタ
    • 招待講演
  • [学会発表] Effects of E244D mutation of cardiac troponin T on the structure of thin filaments by small-angle x-ray scattering2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhito Matsuo, Fumiaki Kono, Satoru Fujiwara
    • 学会等名
      Biophysical Society of Japan 55th annual meeting
  • [学会発表] Structural characterization of amyloid fibrils of human α-synuclein by small-angle scattering2017

    • 著者名/発表者名
      Fumiaki Kono, Tatsuhito Matsuo, Shinichi Takada, Yasunobu Sugimoto, Satoru Fujiwara
    • 学会等名
      Biophysical Society of Japan 55th annual meeting
  • [学会発表] Coordinated analysis of protein hydration water by small-angle scattering, quasielastic neutron scattering, and neutron crystallography2017

    • 著者名/発表者名
      Satoru Fujiwara, Tatsuhito Matsuo, Fumiaki Kono, Shinichi Takada, Yasunobu Sugimoto, Tatsuya Kikuchi, Kenji Nakajima, Toshiyuki Chatake.
    • 学会等名
      Biophysical Society of Japan 55th annual meeting
  • [学会発表] Modulation of picosecond dynamics of troponin by a cardiomyopathy-causing mutation studied by quasielastic neutron scattering2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhito Matsuo, Taiki Tominaga, Fumiaki Kono, Kaoru Shibata, Satoru Fujiwara
    • 学会等名
      1st QST International Symposium: “Quantum Life Science”
  • [学会発表] X線および中性子中性子小角散乱による蛋白質水和構造の統合的解析2017

    • 著者名/発表者名
      杉本泰伸,藤原悟,松尾龍人,河野史明
    • 学会等名
      第6回名大シンクロトロン光研究センターシンポジウム

URL: 

公開日: 2018-12-17  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi