極低温電子顕微鏡によるロッド・軸受け・フックの高分解能構造解析

使用低温电子显微镜对杆、轴承和钩进行高分辨率结构分析

基本信息

批准号：
08J03489
负责人：
藤井高志
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

(1)フックの高分解能での構造解析低分解能での解析にとどまっていた(約15A分解能)フックの高分解能解析(7A分解能)に成功した。フックはユニバーサルジョイントとしてモータとフィラメントを繋ぎ柔軟に曲がる。これまで明らかになっていなかったフックチューブの中心構造は短長2本のαヘリックスからなり、この長さの違う2本のαヘリックスが繊維軸方向にルーズにパッキングしており、外側にある2つのドメイン間相互作用だけでなく、この中心部分の分子間相互作用も曲げに柔軟な構造に寄与していることが新たに明らかになった。本成果をStructureに発表した(Fujii et al,2009,Structure)。(2)分解能3Aを目指したロッドとフックの構造解析(高分解能情報を保持した画像取得法の探索)画像解析上の工夫では、らせん状複合体由来の制約条件を単粒子解析法に取り入れることで、アラインメントの精密化と良い画像を選別するプログラムを作成した。極低温電子顕微鏡による撮影条件の系統的評価をおこない、氷包埋試料の作成におけるより良い条件を見つけ出した。この条件により高質画像取得の歩留まりがよくなり高分解能解析(7A)をハイスルーブットで行なうことができるようになった。TMVコート蛋白質のディスク複合体において、主鎖や大きな側鎖が解像できる原子分解能レベルである3.8A分解能を達成した。その研究で培った技術を用いて現在ロッド、フックのデータを収集解析中であり、原子分解能での構造解析を目指している。

(1) 钩子的高分辨率结构分析我们成功地实现了钩子的高分辨率分析（7A 分辨率），这限制了低分辨率分析（约 15A 分辨率）。挂钩作为万向节连接电机和灯丝，并可灵活弯曲。至今尚未阐明的钩管的中心结构是由两个短的和长的α螺旋组成，这两个不同长度的α螺旋在纤维轴方向上松散堆积，而外面的两个则有新发现不仅两个域之间的相互作用，而且该中心区域的分子间相互作用也有助于弯曲柔性结构。该结果发表在《Structure》杂志上（Fujii et al, 2009, Structure）。（2）以3A分辨率为目标的杆和钩的结构分析（寻找保留高分辨率信息的图像采集方法）为了改进图像分析，应将源自螺旋复合体的约束纳入单粒子分析方法中。，我创建了一个程序来优化对齐并选择好的图像。我们使用冷冻电子显微镜对成像条件进行了系统评估，发现了制备冰包埋样品的更好条件。这些条件提高了高质量图像采集的产量，并能够以高通量执行高分辨率分析 (7A)。我们实现了 3.8A 分辨率，即原子分辨率水平，可以解析 TMV 外壳蛋白盘复合物的主链和大侧链。利用通过该研究开发的技术，我们目前正在收集和分析杆和钩的数据，目的是在原子分辨率下分析它们的结构。