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クライオ電子顕微鏡像のホログラフィック再構成によるモーター蛋白質構造変化の研究

通过冷冻电子显微镜图像的全息重建研究运动蛋白的结构变化

基本信息

批准号：
08458203
负责人：
若林健之
金额：
$ 4.86万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至 1997
项目状态：
已结题

项目摘要

我々は、クライオ電子顕微鏡法・ホログラフィック画像再構成法を用いて、生きたミオシン単一分子の可視化に成功した。ヌクレオチドを結合していないミオシン頭部及びADPやADP・Piを結合した頭部をそれぞれ可視化でき、生物物理学会にて報告した(安永ら、1996)。更に、電子顕微鏡により得られた頭部像をX線結晶解析から得られた原子モデルと比較することによって、単一分子ミオシンの軽鎖結合部位やアクチンクレフトなどのサブドメイン構造を議論できた。このことは、我々が得たミオシン頭部のホログラフィック像からの再構成像が、高い分解能と十分なコントラストを持っていることを示す。また、同一溶液条件中でも、大きく2つの異なる構造(結晶中の構造と類似の構造と、軽鎖部位の異なる構造)が得られ、ミオシン構造の多型性に関する情報を得ることができた。かくして、我々が開発してきたホログラフィック像再構成法はタンパク質単一分子を可視化し、ナノレベルの構造を十分に議論することができる。また、ミオシン頭部とアクチンとが相互作用している現場を捉えることに成功し、生物物理学会にて報告した(橋場ら、1996)。得られた像は、ミオシンとアクチンが様々な角度で相互作用しあっており、アクチンミオシンが滑り運動中に相互作用部位を変化させているという新しい筋収縮モデルを提唱する。我々が得た像は単一分子であり、平均的な観測から得られないは情報を取り出すことができる。この研究を発展させることにより、筋収縮の分子レベルのメカニズムの解明に、電子顕微鏡を使った構造学の面から迫ることができる。更に、タンパク質工学の手法を用いて変異アクチンを作製し、アクチンとトロポミオシンの結合部位を明らかにし、Biochemistry誌に報告した(佐伯ら、1996)。変異アクチンの一つは、野生型よりも、より高い協同性を持つ筋収縮制御能をもつ。従って、三次元クライオ電子顕微鏡法により、変異アクチンの三次元構造を解明することにより、はっきりとした筋収縮制御機構を示す事ができる。

We successfully visualize molecules by electron microscopy and image reconstruction. The combination of ADP and Pi is visualized in a report of the Biophysical Society (Ernst & Young, 1996). In addition, X-ray crystal analysis of the head image obtained by electron microscopy shows that the atomic structure of the head image is relatively small, and the molecular structure of the head image is relatively small. This is the first time I've ever seen a picture of a person who's been in the picture. In the same solution condition, the structure of different types (structure of similar type, structure of different locking position) is obtained, and the information related to the polymorphism of structure is obtained. The method of image reconstruction is to visualize and discuss the structure of a single molecule. The interaction between the head and the head was successfully reported by the Biophysical Society (Hashifield, 1996). In order to obtain the image, the angle of interaction, the angle of interaction, the angle of I got a picture of a molecule, an average of a molecule, an average of a molecule, an average This research has been carried out in the fields of molecular physics, electron microscopy, and tectonics. In addition, the methods of quality engineering are used to control different kinds of chemicals, and the binding sites of chemicals are disclosed in Biochemistry Journal (Saeki, 1996). Different from the original, wild type, high synergy, and reduced power. The three-dimensional structure of the three-dimensional structure is solved by the electron microscope method.