単粒子解析による高分解能構造解析技術の開発

开发利用单粒子分析的高分辨率结构分析技术

• 批准号: 18054035
• 负责人: 光岡 薫
• 金额: $ 3.9万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 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: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18054035/
• 关键词: 単粒子解析; 電子顕微鏡; シャペロニン; V-ATPase; 低温電子顕微鏡法; 立体構造; 生体高分子複合体; GroEL

X線結晶構造解析により原子モデルが既に研究分担者により得られているThermos thermophilus由来のシャペロニンGroEL-GroES-ADP複合体を用いて、その単粒子解析を行った。天然から得た試料は、翻訳されたポリペプチドが折り畳まれるために複合体と相互作用しており、基質も含んだ複合体の立体構造が得られることが期待できた。その結果、2.7nm分解能の構造が得られ、そのcis-cavity中に、いろいろな基質が平均されたと考えられるコントラストを明瞭に観察することができた。その平均された基質のコントラストは、ciscavityを形成しているシャペロニンとは直接接触しておらず、これは、すべての基質が結合するような相互作用部位が存在しないことを示唆していると考えられる。加えて、X線結晶構造解析では、シャペロニンが7回対称性を持っていなかったが、単粒子解析においても同様にcis-cavityに近い部分が7回対称性からずれていることが観察できた。またシャペロニン以外に,単粒子解析を検討していた,同じくThermos thermophilus由来のV-ATPaseについては,その膜内在部分Voドメインを用いて二次元結晶を得ることができたので,その解析を行った。低温電子顕微鏡像から7Å分解能で投影像を計算したところ,12個のIサブユニットからなるリング構造が明らかになった。今まで,このリング部分についてはATPase部分の構成サブユニット数である3の倍数のものはほとんど見つかっていなかったので,その対称性のミスマッチが機能に重要であると考えられていたが,この12個のサブユニットの観察により,対称性のミスマッチは重要でないと強く示唆された。

X-ray crystal structure parsing に よ り atomic モ デ ル が に research both sharers に よ り have ら れ て い る Thermos GMBH thermophilus origin の シ ャ ペ ロ ニ ン GroEL - GroES - ADP complex を with い て, そ の 単 particle analytical line を っ た. Natural か ら must try た は, double 訳 さ れ た ポ リ ペ プ チ ド が fold り 畳 ま れ る た め に complex と interaction し て お り, matrix も ん だ complex の three-dimensional structure が have ら れ る こ と が expect で き た. そ の results, 2.7 nm decomposition can の tectonic が ら れ, そ の cis - cavity に, い ろ い ろ な matrix が average さ れ た と exam え ら れ る コ ン ト ラ ス ト を clear に 観 examine す る こ と が で き た. そ の average さ れ た matrix の コ ン ト ラ ス ト は, ciscavity を form し て い る シ ャ ペ ロ ニ ン と は direct contact し て お ら ず, こ れ は, す べ て が の matrix combining す る よ う な interaction part が exist し な い こ と を in stopping し て い る と exam え ら れ る. Add え て, X-ray crystal structure analytic で は, シ ャ ペ ロ ニ ン が 7 said sexual を seaborne hold back っ て い な か っ た が, 単 particle analytical に お い て も with others に cis - cavity に nearly い partial が 7 back to said seaborne か ら ず れ て い る こ と が 観 examine で き た. ま た シ ャ ペ ロ ニ ン に, 単 particle analytical を beg し 検 て い た, with じ く Thermos GMBH thermophilus origin の V - ATPase に つ い て は, そ の membrane inner part Vo ド メ イ ン を with い て secondary yuan crystallization を must る こ と が で き た の で, そ の parsing line を っ た. Low temperature electronic 顕 micro mirror か ら 7 a decomposition can で projection as を calculations し た と こ ろ, 12 の I サ ブ ユ ニ ッ ト か ら な る リ ン グ tectonic が Ming ら か に な っ た. Today ま で, こ の リ ン グ part に つ い て は ATPase constitute サ の ブ ユ ニ ッ ト number で あ る multiple の 3 の も の は ほ と ん ど see つ か っ て い な か っ た の で, そ の said sex seaborne の ミ ス マ ッ チ が function に important で あ る と exam え ら れ て い た が, こ の 12 の サ ブ ユ ニ ッ ト の 観 examine に よ り, says sexual seaborne の ミ ス マ ッ チ Youdaoplaceholder0 important でな と strong く indicated された.

项目成果

電子顕微鏡を用いて分子構造を見る

使用电子显微镜观察分子结构

• 发表时间: 2007
• 期刊: 細胞工学 26
• 作者: 光岡 薫;藤吉 好則
• 通讯作者: 藤吉 好則

電子線結晶構造解析によるミクロソームグルタチオン転移酵素の立体構造

电子束晶体学测定微粒体谷胱甘肽转移酶的三维结构

• 发表时间: 2007
• 期刊: 蛋白質核酸酵素 52(1)
• 作者: 刑部伸彦;光岡薫
• 通讯作者: 光岡薫

Structure of the GroEL-GroES-ADP-substrate protehl complex from T. thermophilus by cryo-electron microscopy

通过冷冻电子显微镜观察嗜热链球菌的 GroEL-GroES-ADP-底物 protehl 复合物的结构

• 发表时间: 2007
• 作者: Holm;P.J.et al.;光岡 薫
• 通讯作者: 光岡 薫

Structural basis for detoxification and oxidative stress protection in membranes

• DOI: 10.1016/j.jmb.2006.05.056
• 发表时间: 2006-07-28
• 期刊: JOURNAL OF MOLECULAR BIOLOGY
• 影响因子: 5.6
• 作者: Holm, Peter J.;Bhakat, Priyaranjan;Hebert, Hans
• 通讯作者: Hebert, Hans

Dodecamer rotor ring defines H+/ATP ratio for ATP synthesis of prokaryotic V-ATPase from Thermus thermophilus

• DOI: 10.1073/pnas.0706914105
• 发表时间: 2007-12-18
• 期刊: PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
• 影响因子: 11.1
• 作者: Toei, Masashi;Gerle, Christoph;Yokoyama, Ken
• 通讯作者: Yokoyama, Ken