非線形光散乱顕微鏡を用いた生細胞内のタンパク質構造動態の解明

使用非线性光散射显微镜阐明活细胞中的蛋白质结构动力学

• 批准号: 14J07559
• 负责人: 金城 純一
• 金额: $ 3.16万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J07559/
• 关键词: 微小管; 光第二高調波発生; 構造生物学

当該年度は、前年度と同じく、光第二高調波(SHG)顕微鏡による、微小管構造解析の手法を用い、以下のとおり、微小管の構造多形の判別実験を行った。（１）再構成系での微小管束作成法を改良し、微小管構造解析結果の再現性を確かめる。前年度の微小管束作成法では、作成後の微小管に、卵抽出液由来の、多量の微小管結合タンパク(MTOC)が結合しており、MTOCが微小管の構造変化に与える影響が無視できないという問題が残された。そこで、当年度では微小管束作成途中に、MTOCを取り除く過程を加えた。SHG顕微鏡による実験では、前年度と同じGDP型微小管、およびGDP-taxol型微小管の偏光依存性測定から、微小管のSHG特性を表す2つのテンソル成分d31、d33の比d31/d33を解析し、比較した。その結果、GDP型、GDP-taxol型ともに、前年度と有意差の無い結果が得られ、MTOCによる構造変化の懸念は払拭された。（２）多種のヌクレオチド状態の微小管構造観察前述のGDP型、GDP-taxol型に加え、GTPのアナログであるGTP-γS型の測定を行った結果、d31/d33値は、GDP型と有意差が無い結果となった。このことから、GTP型からGDP型への構造遷移において、チューブリン二量体のもつ分極の傾きは変化していないことが示唆される。次に、キネシンの結合したGDP型微小管、および同GDP-taxol型微小管についても測定を行い、キネシン非結合のGDP型、GDP-taxol型との比較を行ったところ、キネシン結合型ではd31/d33値が大きく上昇した。d31/d33値から換算した、チューブリン分極角の大きさは、キネシン非結合GDP型、GDP-taxol型、キネシン結合GDP型、GDP-taxol型でそれぞれ38.47度、39.71度、41.19度、41.64度となった。

When the と of the current year and the と of the previous year are the same as じく, the second high-intensity wave (SHG) of light is 顕 micromirror による, the <s:1> method for analyzing the structure of microtubules is を, the following <s:1> とお, and the experiment for discriminating the polymorphic <s:1> of the structure of microtubules is を. (1) The reconstituted system で the method for fabricating the microtube bundle を was improved, and the results of the microtube structure analysis <s:1> reproducibility を was confirmed める める. Before annual の tiny tube bundle made method で は の after, made of tiny tube に, egg extract origin の, much quantity の tiny tube combined with タ ン パ ク (MTOC) が し て お り, MTOC が tiny tube の structure variations change に and え る influence が ignore で き な い と い う problem が residual さ れ た. Youdaoplaceholder0 を で で, に during the process of making the で microtube bundle in the current year, を of MTOCを divided by く process を plus えた. SHG 顕 micromirror に よ る be 験 で は, former annual と じ GDP with tiny tubes, お よ び GDP - taxol tiny tube の determination of polarization dependence か ら, tiny tubes の SHG features を table す 2 つ の テ ン ソ ル composition d31, d33 の than d31 / d33 を parsing し, comparative し た. そ の results, GDP, GDP - taxol と も に, poor before the annual と intentionally の no い results が ら れ, MTOC に よ る structure - the の suspense は 払 mop さ れ た. (2) a variety of の ヌ ク レ オ チ ド state の 観 tiny tube structure was made in the foregoing の GDP, GDP - taxol に え, GTP の made ア ナ ロ グ で あ る GTP - gamma S の determination made line を っ た results, d31 / d33 numerical は と intentionally, GDP and the difference between が no い results と な っ た. こ の こ と か ら, GTP type made か ら GDP type へ の tectonic migration に お い て, チ ュ ー ブ リ ン 2 quantity body の も つ points very の pour き は variations change し て い な い こ と が in stopping さ れ る. に, キ ネ シ ン の combining し た GDP tiny tubes, お よ び with GDP - taxol tiny tube に つ い て も determination を い, キ ネ シ ン nonassociative の GDP, GDP - taxol と の is line を っ た と こ ろ, キ ネ シ ン combination type で は d31 / d33 numerical が big き く rise し た. D31 / d33 numerical か ら conversion し た, チ ュ ー ブ リ ン polar Angle の big き さ は, キ ネ シ ン not combined with GDP, GDP - taxol, キ ネ シ ン combined with GDP, GDP - taxol で そ れ ぞ れ 38.47 degrees, 39.71 degrees, 41.19 degrees, 41.64 degrees と な っ た.

项目成果

無標識で単一微小管を可視化するSHG顕微鏡技術

SHG 显微镜技术无需标记即可可视化单个微管

• 发表时间: 2014
• 作者: 金城 純一

SHGによる細胞内単一微小管の無標識観察と微小管構造変化の解析

利用SHG对单个细胞内微管进行无标记观察并分析微管结构的变化

• 发表时间: 2014
• 作者: 金城 純一;金城 純一
• 通讯作者: 金城 純一

Full control of polarization state with a pair of electro-optic modulators for polarization-resolved optical microscopy

• DOI: 10.1364/ao.55.001082
• 发表时间: 2016-02-10
• 期刊: APPLIED OPTICS
• 影响因子: 1.9
• 作者: Kaneshiro, Junichi;Watanabe, Tomonobu M.;Ichimura, Taro
• 通讯作者: Ichimura, Taro