タンパク質の折り畳み機構の実験的解明　高速溶液混合と低温実験の一分子観測への応用

タンパク質の変性状態を詳細に研究するために、研究室独自のライン型共焦点顕微鏡を用いて、蛍光色素標識されたユビキチンの一分子蛍光分光測定を行った。タンパク質の変性状態の特性を調べることは、タンパク質の折り畳みと凝集を理解するために重要である。しかし、変性タンパク質の構造、不均一性、ダイナミクスについて、未だに多数の議論が継続している。そこで本研究では、変性状態のタンパク質について、一分子蛍光分光計測を行うことで、その特性を調べた。蛍光色素間のフェルスター共鳴エネルギー移動(FRET)を一分子観測することで、変性したタンパク質の構造変化を捉えた。本研究結果から、ユビキチンの変性状態における構造の不均一性と遅いダイナミクスを明らかになった。タンパク質の一分子測定において、測定に用いる流路表面への試料の吸着が再現性を大きく低下させることがある。本研究では、生体適合性ポリマーとして知られるMPCコポリマーをサンプル送液系の流路表面に共有結合させて親水化することで、試料の吸着を大きく低減させ、さらに、吸着に起因するデータの再現性の低下問題を解決した。タンパク質の折り畳み研究のモデルタンパク質として使われているユビキチンに2色の蛍光色素を標識し、一分子蛍光分光計測を行った。一分子測定の結果、変性状態のユビキチンは不均一な構造の間をミリ秒程度の遅い時定数で遷移することが示唆された。このことは、変性状態のユビキチンは不均一な構造を持ち、ミリ秒以上のゆっくりした時間スケールで異なる構造間の遷移を起こしていることを示している。これらの結果は、論文としてまとめ、journal of physical chemistry Bに投稿した。

タンパク質の変性状態を詳細に研究するために、研究室独自のライン型共焦点顕微鏡を用いて、蛍光色素標識されたユビキチンの一分子蛍光分光測定を行った。タンパク質の変性状態の特性を調べることは、タンパク質の折り畳みと凝集を理解するために重要である。しかし、変性タンパク質の構造、不均一性、ダイナミクスについて、未だに多数の議論が継続している。そこで本研究では、変性状態のタンパク質について、一分子蛍光分光計測を行うことで、その特性を調べた。蛍光色素間のフェルスター共鳴エネルギー移動(FRET)を一分子観測することで、変性したタンパク質の構造変化を捉えた。本研究結果から、ユビキチンの変性状態における構造の不均一性と遅いダイナミクスを明らかになった。タンパク質の一分子測定において、測定に用いる流路表面への試料の吸着が再現性を大きく低下させることがある。本研究では、生体適合性ポリマーとして知られるMPCコポリマーをサンプル送液系の流路表面に共有結合させて親水化することで、試料の吸着を大きく低減させ、さらに、吸着に起因するデータの再現性の低下問題を解決した。タンパク質の折り畳み研究のモデルタンパク質として使われているユビキチンに2色の蛍光色素を標識し、一分子蛍光分光計測を行った。一分子測定の結果、変性状態のユビキチンは不均一な構造の間をミリ秒程度の遅い時定数で遷移することが示唆された。このことは、変性状態のユビキチンは不均一な構造を持ち、ミリ秒以上のゆっくりした時間スケールで異なる構造間の遷移を起こしていることを示している。これらの結果は、論文としてまとめ、journal of physical chemistry Bに投稿した。