クライオ電子顕微鏡を用いてアクチン構造変化の協同性の起源を探る

使用冷冻电子显微镜探索肌动蛋白结构变化协同性的起源

基本信息

批准号：
13780525
负责人：
安永卓生
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kyushu Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

「アクチンの協同性の起源」を構造学の観点から明らかにすることを目的として研究を進めた。平成14年度は、アクチンフィラメント単独及びその結合タンパク質であるミオシンの結合したアクチンフィラメントに関して、クライオ電子顕微鏡法を用いた高分解能像(8オングストローム以上)を解くことを目標とした。その結果、アクチンフィラメントに関して9オングストロームとなり、ほぼ目標を達成した。また、アクチンミオシン硬直複合体に関して14オングストロームを実現した。さらに、8オングストロームを超える領域にも情報をもち、場所によっては、アルファヘリックスを認識できることがわかった。この意味で、目標の8割を達成したと考える。その結果、単独のアクチンフィラメントやミオシンとの結合状態における高分解能原子モデルの構築が可能となり始めている新しいモデルを提唱することが出来た。さらに、アクチンの協同性の起源として、アクチンのinner domainが密度が高く現れないことから、大きな揺らぎのモードを持つことが示唆された。このことが、アクチンの協同性を生み出す可能性がある。得られた密度マップを使って、原子モデル構築を行うためのソフトウェアを開発した。これにより、低・中分解能の密度マップを使って、原子モデル構築を行うことが可能になると考えている。今後、さらに、アルゴリズムを改良していくことにより、構造変化を伴う、原子モデル構築が可能になると考えている。本内容は、第6回シミュレーション・サイエンス・シンポジウムにて発表した。また、古細菌シャペロニンCCTは、そのファミリーが真核生物でのアクチンの3次元構造構築に関与している。そこで、電子顕微鏡・分散解析画像処理を適用し、結合ヌクレオチドの違いによる構造変化を検出した。アクチンの構造形成に関わる分子シャペロンの役割を理解する上で重要である。

该研究的目的是从结构的角度阐明“肌动蛋白合作的起源”。在2002年，目的是使用肌动蛋白丝及其结合蛋白肌球蛋白使用冷冻电子显微镜求解高分辨率图像（8埃或更多）。结果，肌动蛋白丝是9埃，几乎实现了目标。此外，对于肌动蛋白肌球蛋白刚性复合物，还达到了14埃。此外，发现它在超过8埃埃斯特罗姆的区域中还具有信息，并且在某些地方可以识别α螺旋。从这个意义上讲，我们认为我们已经实现了我们的目标80％。结果，我们已经提出了一个新模型，该模型开始能够在肌动蛋白丝和肌球蛋白的结合状态下构建高分辨率原子模型。此外，肌动蛋白合作的起源是肌动蛋白内部结构域不会高密度出现，这表明它们具有很大的波动方式。这可能会创造肌动蛋白的合作性。使用获得的密度图，开发了用于构建原子模型的软件。这将实现使用低和中分辨率密度图的原子模型的构建。我们认为，将来可以进一步改进该算法，以构建具有结构变化的原子模型。该内容在第六次模拟科学研讨会上介绍。古细菌伴侣蛋白CCT还参与了真核生物中肌动蛋白的三维结构的构建。因此，电子显微镜和分散分析图像处理被应用以检测由于结合核苷酸的差异而导致的结构变化。这对于理解与肌动蛋白结构形成有关的分子伴侣的作用很重要。

项目成果

期刊论文数量（5）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

梅澤喜夫他編集, 安永卓生: "「機器分析」の内8.2「透過型電子顕微鏡」の節"東京化学同人. 390 (2002)

Yoshio Umezawa 等编辑，Takuo Yasunaga：“《仪器分析》第 8.2 节“透射电子显微镜””东京化学同人社 390 (2002)。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Narita, A. et al.: "Ca2+-induced switching of troponin on actin filaments revealed by electron cryo-microscopy"J.Mol.Biol.. 308・2. 241-261 (2001)

Narita, A. 等：“通过电子冷冻显微镜揭示肌动蛋白丝上 Ca2+ 诱导的肌钙蛋白转换”J.Mol.Biol. 308・2 (2001)。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Yoshida, T. et al.: "Archaeal Group II Chaperonin Mediates Protein Folding in the cis-Cavity Without a Detachable GroES-like Co-chaperonin, 315, (1) 73-85 (2002"J.Mol.Biol.. 315・1. 73-85 (2002)

Yoshida, T. 等人：“Archaeal Group II Chaperonin Mediates Protein Folding in the cis-Cavity without a Detachable GroES-like Co-chaperonin, 315, (1) 73-85 (2002”J.Mol.Biol.. 315・1.73-85 (2002)