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

蛋白质折叠机制的实验阐明：高速溶液混合和低温实验在单分子观察中的应用

基本信息

批准号：
15J05654
负责人：
齊藤雅嵩
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

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。

为了详细研究蛋白质的变性状态，我们使用我们实验室独创的线型共聚焦显微镜对荧光染料标记的泛素进行了单分子荧光光谱分析。表征蛋白质的变性状态对于理解蛋白质折叠和聚集非常重要。然而，关于变性蛋白质的结构、异质性和动力学的许多争论仍在继续。在这项研究中，我们通过单分子荧光光谱研究了变性状态下蛋白质的特性。通过观察荧光染料之间的单分子福斯特共振能量转移 (FRET)，我们捕获了变性蛋白质的结构变化。这项研究的结果揭示了变性状态下泛素的结构异质性和缓慢的动力学。在单分子蛋白质测量中，样品吸附到用于测量的通道表面会大大降低重现性。在这项研究中，我们通过将MPC共聚物（一种生物相容性聚合物）共价键合到样品液体输送系统的流道表面，使其亲水性下降的问题显着减少。泛素在蛋白质折叠研究中用作模型蛋白质，用两种荧光染料标记，并进行单分子荧光光谱分析。单分子测量表明，变性状态下的泛素在异质结构之间转换，时间常数约为毫秒。这表明变性状态下的泛素具有异质结构，并且在毫秒或更长时间的缓慢时间尺度内经历不同结构之间的转变。这些结果被总结为一篇论文并提交给《物理化学B》杂志。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Significant heterogeneity and slow transition of the denatured ubiquitin detected by single-molecule fluorescence spectroscopy

单分子荧光光谱检测变性泛素的显着异质性和缓慢转变

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
Saito; M.;Oikawa; H.;Kushiro; K.;Takai; M.;Chen; P.;Chen; E. H.;Chen; R. P.;Takahashi; S.
通讯作者：
S.

Significant Heterogeneity and Slow Dynamics of the Unfolded Ubiquitin Detected by the Line Confocal Method of Single-Molecule Fluorescence Spectroscopy

单分子荧光光谱线共焦法检测未折叠泛素的显着异质性和缓慢动态

DOI：
10.1021/acs.jpcb.6b05481
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
3.3
作者：
Masataka Saito; Supawich Kamonprasertsuk; Satomi Suzuki; Kei Nanatani; Hiroyuki Oikawa; Keiichiro Kushiro; Madoka Takai; Po
通讯作者：
Po

一分子蛍光分光法によって観測されたユビキチンの変性状態の不均一性

单分子荧光光谱观察泛素变性状态的异质性