機能中の蛋白質の動的立体構造解析:新たな電子線3次元画像処理法および標識法の応用
功能蛋白的动态构象分析:新型三维电子束处理和标记方法的应用
基本信息
- 批准号:18054007
- 负责人:
- 金额:$ 4.86万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
- 财政年份:2006
- 资助国家:日本
- 起止时间:2006 至 2007
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
熱揺動下で確率的に働く蛋白質分子機械の作動原理を探るには機能中の1分子を瞬間的に固定して可視化処理を行い、一切の平均化なしにその挙動と物性を解析するのが理想である。本課題では、個々の分子のサブドメイン構造まで直接観察できる強力な電子顕微鏡法で機能遂行中の超分子複合体の一瞬の姿を捉え、その3次元構造解析のための新技術を駆使して機械の作動機序を原子モデルの動画として示す「1分子の構造生物学」の実現を目指した。筋収縮の分子機構として世界の大部分は、強く屈曲したATP結合型ミオシンのレバーアームがADP解離とともに伸展する際にアクチンの滑りが起きるという「レバーアーム首振り説」を信じる。われわれは高い分解能とコントラストで個々の蛋白質分子の実像を得られる急速凍結フリーズレプリカ法により運動中のアクトミオシンの姿を捉えた。試料表面の凹凸に依る陰影を分子の原子モデルに基づく多数の仮想画像と比較し、当該粒子のコンフォメーションと投影角を精密に識別できる構造差分解析法を擁して解析した結果、運動中の頭部は分子内SH基を化学架橋した分子種に酷似し、従来説のATP結合型とは逆に屈曲していることが判明した。そこでその粒子のレプリカ像を集めて組分け、平均化して立体構造を推定した。さらに、滑り運動中にはその構造が大部分を占め、同じ形状の頭部がアクチン表面を撫でる動きと、その後その構造を保ったまま大きく向きを変えて最終的に硬直複合体に至る伸展運動の2種の動きを行う可能性を示した。後者がADP/Pi放出を伴う張力発生過程で前者は低負荷の際にだけアクチンを変位させる未知の機序と仮定すれば、それらの割合を変えることで観察された全ての画像や従来の実験結果を説明できる。一方で、棒状構造を有する標識を対象蛋白質に付加する手法を開発した。目的の蛋白質への直接融合により対象の特定部位の局在や向きに関する情報が得られる。
The accuracy of thermal motion is ideal for the analysis of protein molecular mechanics, for the fixation of molecules, for visualization, for the averaging of all motion and physical properties. This project aims to demonstrate the realization of molecular structural biology by direct observation, powerful electron microscopy, instantaneous detection of supramolecular complexes in functional processes, and animation of three-dimensional structural analysis. Most of the molecular mechanisms of muscle contraction in the world are strongly flexible and ATP-bound. The protein molecules in the protein molecule can be rapidly frozen and the protein molecules in the protein molecule can be rapidly frozen. The surface roughness of the sample depends on the atomic structure of the molecule, and the structure difference analysis method has the ability to accurately identify the projection angle of the particle. The analysis results show that the head in motion resembles the molecular SH group, and the ATP binding type is reversed. The particle size distribution of the particles is estimated based on the composition and average of the particles. The structure of the sliding movement is mostly occupied, the shape of the head is the same, the surface is moved, the structure of the rear is protected, the direction is changed, and the final rigid complex is extended. The possibility of the movement is shown. The latter is accompanied by the tension generation process, the former is the case of low load, the unknown mechanism is determined, the separation is determined, and the results are explained. A square, rod-like structure has been identified and a method of protein addition has been developed. By direct fusion with the protein of interest, information about the location of a specific part of the object in both directions is obtained.
项目成果
期刊论文数量(19)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A novel "ghost-free" tomographic image reconstruction method applicable to rotary-shadowed replica-type specimens.
一种适用于旋转阴影复制型标本的新型“无重影”断层扫描图像重建方法。
- DOI:
- 发表时间:2007
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Y. Kimori;Y. Oguchi;N. Baba & E. Katayama;N. Baba & E. Katayama
- 通讯作者:N. Baba & E. Katayama
gelsolin精製におけるアニオン交換グラフト鎖搭載多孔性膜とアニオン交換ビーズカラムとの性能比較
阴离子交换接枝链多孔膜与阴离子交换珠柱纯化凝溶胶蛋白的性能比较
- DOI:
- 发表时间:2007
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:吉川 聖;萩原恭平;斉藤恭一;片山栄作;東條 正;須郷高信
- 通讯作者:須郷高信
アクチン滑り運動中のミオシン頭部コンフォメーションの解析
肌动蛋白滑动过程中肌球蛋白头部构象分析
- DOI:
- 发表时间:2007
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:E. Katayama Y. Kimori;N. Baba;T. Q P Uyeda;片山栄作 木森義隆 上田太郎
- 通讯作者:片山栄作 木森義隆 上田太郎
電子/光学顕微鏡に兼用できる新たな高精度分子標識目ジュールの開発と応用
可用于电子显微镜和光学显微镜的新型高精度分子标记物的开发与应用
- DOI:
- 发表时间:2007
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Sadakata;T.;片山栄作 村山 尚 冨永基樹 岩井草介 小林琢也 上田太郎
- 通讯作者:片山栄作 村山 尚 冨永基樹 岩井草介 小林琢也 上田太郎
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
片山 栄作其他文献
急速凍結ディープエッチ・レプリカ法 : その特長と最近の企てについて
快速冷冻深蚀刻复制方法:其特点和近期尝试
- DOI:
- 发表时间:
2004 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Maruta S;Uyehara Y;Aihara T;Katayama E.;片山 栄作 - 通讯作者:
片山 栄作
Ihteraction of myosill with the filaments of acto-S1 chimera protein.
肌平与 acto-S1 嵌合蛋白细丝的相互作用。
- DOI:
- 发表时间:
2007 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
和沢 鉄一;シディック;宮崎 崇;片山 栄作;上田 太郎;鈴木 誠 - 通讯作者:
鈴木 誠
急速凍結ディープエッチ・レプリカ法:その特長と最近の企てについて
快速冷冻深蚀刻复制方法:其特点和近期尝试
- DOI:
- 发表时间:
2004 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Maruta S.;Katayama E.;片山 栄作 - 通讯作者:
片山 栄作
片山 栄作的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('片山 栄作', 18)}}的其他基金
作動中の蛋白質複合体の立体構造解析をめざす高精度電子顕微境画像処理法の開発と応用
手术中蛋白质复合物三维结构分析高精度电镜图像处理方法的开发与应用
- 批准号:
17053004 - 财政年份:2005
- 资助金额:
$ 4.86万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
急速凍結フリーズレプリカ法を駆使した細胞内蛋白質の構造ゲノミクス手法の開発と応用
快速冷冻复制法细胞内蛋白结构基因组学方法的开发与应用
- 批准号:
16011215 - 财政年份:2004
- 资助金额:
$ 4.86万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
急速凍結フリーズレプリカ法を駆使した細胞内蛋白質の構造ゲノミクス手法の開発と応用
快速冷冻复制法细胞内蛋白结构基因组学方法的开发与应用
- 批准号:
15011212 - 财政年份:2003
- 资助金额:
$ 4.86万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
急速凍結フリーズレプリカ法を駆使した細胞内蛋白質の構造ゲノミクス手法の開発と応用
快速冷冻复制法细胞内蛋白结构基因组学方法的开发与应用
- 批准号:
14011210 - 财政年份:2002
- 资助金额:
$ 4.86万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
アクトミオシン滑り運動の新たな作動機構の可能性を急速凍結フリーズレプリカ法で探る
利用快速冷冻冷冻复制法探索肌动球蛋白滑动运动新运行机制的可能性
- 批准号:
12030208 - 财政年份:2000
- 资助金额:
$ 4.86万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
急速凍結レプリカによる滑り運動中のアクチン結合ミオシン頭部の高分解能構造解析
使用速冻复制品对滑动过程中肌动蛋白结合的肌球蛋白头进行高分辨率结构分析
- 批准号:
11156207 - 财政年份:1999
- 资助金额:
$ 4.86万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
急速凍結レプリカによる個々のミオシンクロスブリッジ構造変化の高分解能3次元像解析
使用速冻复制品对单个肌球蛋白跨桥结构变化进行高分辨率三维图像分析
- 批准号:
10175208 - 财政年份:1998
- 资助金额:
$ 4.86万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
神経細胞の受容体を含む内膜系の急速な構造変化に関与する生物モーター蛋白質の解析
分析参与内膜系统(包括神经元受体)快速结构变化的生物运动蛋白
- 批准号:
97F00449 - 财政年份:1998
- 资助金额:
$ 4.86万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
急速凍結レプリカ電子顕微鏡法を駆使した平滑筋収縮のクロスブリッジ構構の研究
速冻复制电镜研究平滑肌收缩的跨桥结构
- 批准号:
09279213 - 财政年份:1997
- 资助金额:
$ 4.86万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
シグナル伝達にかかわる蛋白質分子の細胞内における立体構造の3次元再構成
参与信号转导的蛋白质分子细胞内结构的三维重建
- 批准号:
09249204 - 财政年份:1997
- 资助金额:
$ 4.86万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
相似海外基金
細胞内外の物理的シグナル検知におけるアクトミオシン内収縮力伝達の関与
肌动球蛋白收缩力传递参与细胞内外物理信号的检测
- 批准号:
24K18084 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 4.86万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Experimental and theoretical approaches to unravel the role of the cytoskeleton in driving the chirality of cells and multicellular tissues
揭示细胞骨架在驱动细胞和多细胞组织手性中的作用的实验和理论方法
- 批准号:
23H02455 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 4.86万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
細胞膜の張力増加を介した細胞移動の駆動力発生機構の解明
通过增加细胞膜张力阐明细胞迁移的驱动力产生机制
- 批准号:
23K14181 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 4.86万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
「上皮包み込み運動」を駆動する細胞・分子機構の解明、および下顎発生時の機能的役割
阐明驱动“上皮包裹运动”的细胞和分子机制及其在下颌发育过程中的功能作用
- 批准号:
22K15132 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 4.86万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
サルコメアは回転トルクを生み出すか?
肌节会产生旋转扭矩吗?
- 批准号:
22K19407 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 4.86万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
細胞分裂における細胞膜特性変化の分子機構とその意義の解明
阐明细胞分裂过程中细胞膜性质变化的分子机制及其意义
- 批准号:
22K20624 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 4.86万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
Development of optogenetics tools for manipulation of the actin cytoskeleton
开发用于操纵肌动蛋白细胞骨架的光遗传学工具
- 批准号:
21K19220 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 4.86万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Non-equilibrium mechanics of cellular symmetry and migratory principle by active gel physics
活性凝胶物理的细胞对称性非平衡力学和迁移原理
- 批准号:
21K18605 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 4.86万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Analysis of medaka intestinal atresia mutant
青鳉肠闭锁突变体分析
- 批准号:
21K08601 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 4.86万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Study for the function and mechanism of mechanosensing of Rho-GEF PLEKHG4B at cell-cell junction
Rho-GEF PLEKHG4B在细胞-细胞连接处的机械传感功能和机制研究
- 批准号:
20J12425 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 4.86万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for JSPS Fellows