氷包埋低温電子顕微鏡によるカルシウムATPaseの三次元構造解析

使用冰包埋冷冻电子显微镜对钙 ATP 酶进行三维结构分析

• 批准号: 03680228
• 负责人: 豊島 近
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03680228/
• 关键词: 三次元構造解析; 膜蛋白質; カルシウムATPase; 筋小胞体; 低温電子顕微鏡法; 氷包埋法; 蛋白質結晶

本研究では,筋小胞体のカルシウムポンプである,カルシウムATPaseの三次元構造を,自然な脂質二重膜に埋まったままの状態で,氷包埋低温電子顕微鏡法を用いて,14Å分解能で求めた。(現在は,結晶化条件の検討によって,11Å分解能の顕微鏡像も得られている。)三次元像は,チュ-ブ状結晶のらせん対称性を利用し,本研究で改良したプログラムを用いて得た。らせんのパラメ-タはチュ-ブごとに異っていたが,私が開発した手法により,系統的指数付けを行い,3種の独立した平均デ-タを得た。得られた構造は,分解能の違いによる差はあるが,基本的に同一であった。これは,高等動物の膜蛋白質の3次元構造としては,現在得られている最も詳細なものである。最大の成果は,この分子の膜内の構造が初めて明らかになり,一次構造との対応もある程度つけられたことである。上記の分解能では個々のαらせんは解像できないが,膜内は,細胞質側とつながった主要部の他に,2つの細い(1〜2本の膜貫通らせんから成ると考えられる)部分から成っていた。そのうちの一つは膜に対して著しく傾斜しており,主要部と小胞体内側で結びつけられていた。アミノ酸配列からは一本だけ異常に長い膜貫通らせんの存在が予想されており,このらせんと主要部との間にのみ,比較的長いペプチド鎖の存在が予想されていた。従って,得られた三次元構造は,構造予測のモデルと非常に良く一致するものであった。この長い傾いたらせんと機能の関係は現在のところ解っていない。一方,プログラムの開発も続けられており,格子の歪みを補正する新しいプログラムの開発を行った。

This study で は, small muscle cell body の カ ル シ ウ ム ポ ン プ で あ る, カ ル シ ウ ム ATPase を の three yuan structure, natural な double membrane lipid に buried ま っ た ま ま で の status, 氷 embedding を electronic 顕 micro mirror method at low temperature with い て, 14 a can decompose で め た. (now, 検, crystallization conditions 検 検 for によって, 11A decomposition energy <s:1> 顕 micromirror 検 for られて る る る.) The three-dimensional image of チュ,チュ-ブ crystals らせん らせん symmetry を was obtained by using チュ, and in this study, で was improved by using たプログラムを て to obtain た. ら せ ん の パ ラ メ - タ は チ ュ - ブ ご と に different っ て い た が, private が open 発 し た gimmick に よ り, system of index to pay け を い, three independent し の た average デ - タ を た. We obtain られた to construct られた, decompose the energy without the difference of による あるが あるが, and the basic に is the same as であった. <s:1> れ, the three-dimensional structure of <s:1> membrane proteins <s:1> in higher animals と て て て, now the られて る る is most detailed in な である である である. は の biggest achievements, こ の の membrane の structure in the early が め て Ming ら か に な り, a construct と の 応 seaborne も あ る degree つ け ら れ た こ と で あ る. Written の can decompose で は a 々 の alpha ら せ ん は solutions like で き な い が, membrane は, cytoplasmic side と つ な が っ た main の he に, 2 つ の fine い (1 ~ 2 this の transmembrane ら せ ん か ら into る と exam え ら れ る) part か ら into っ て い た. そ の う ち の a つ は membrane に し seaborne て in し く tilt し て お り, main department と small cell in the body side で knot び つ け ら れ て い た. ア ミ ノ acid with column か ら は a だ け abnormal に long い transmembrane ら せ ん の is が to think さ れ て お り, こ の ら せ ん と main department と の between に の み, comparison of long い ペ プ チ ド の exist が to want to lock さ れ て い た. Youdaoplaceholder0, obtaining the られた three-dimensional construction であった, the construction pretest is <s:1> モデ と と very に good く consistent する 従って であった であった であった. The たらせんと function <s:1> is related to と. Now there is と ろ ろ solution って な な. On one side,プログラム プログラム develops 続けられてお 続けられてお 続けられてお, the grid みを is crooked みを corrects する, the new square プログラム develops を rows った.

项目成果

C.Toyoshima: "Contrast transfer for frozenーhydrated specimens:II. Amplitude contrast at very low frequencies" Ultramicroscopy.

C.Toyoshima：“冷冻水合样本的对比度传递：II.极低频率下的振幅对比度”超显微镜。

豊島 近: "クライオ電顕による生体分子の構造観察" 生体の科学. 42. 625-630 (1991)

Kin Toyoshima：“使用冷冻电子显微镜观察生物分子的结构”生物科学 42. 625-630 (1991)。