プレスリリース

京大と青学大、モータータンパク質とATPの結合を1分子で可視化することに成功

2018/12/5 13:50
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発表日:2018年12月5日

モータータンパク質とATPの結合を1分子で可視化することに成功

―ナノ構造に閉じ込めた光でモータータンパク質の仕組みに迫る―

■概要

京都大学大学院工学研究科 横川隆司 准教授、藤本和也 同特定研究員(現、SOINN 株式会社 Senior researcher)らの研究グループは、分子科学研究所 飯野亮太 教授、青山学院大学理工学部 富重道雄 教授らと共同で、ナノ構造(ナノスリット)を用いてモータータンパク質であるキネシンとその運動に必要なアデノシン三リン酸(ATP)分子を同時に1分子観察する手法を開発しました。これにより、キネシンにATP分子が一つずつ結合する様子をリアルタイムで観察することができるようになり、キネシンが微小管と結合している場合には、ATP分子との結合時間が変化することを明らかにしました。

キネシンは細胞骨格を構成する微小管の上を運動することで、細胞小器官やタンパク質の輸送の原動力として働いています。この運動のエネルギー源はATPの加水分解反応であることが知られており、その化学反応と力学運動の相関について多くの研究が行われてきました。本研究では、幅100nm程度のナノスリット内に光を閉じ込めて、1分子観察における背景光のノイズを抑制する新手法Linear ZMWs」によって、蛍光ATPがキネシンに結合・解離する様子をリアルタイム観察しました。これにより、微小管の有無によってATPがキネシンに結合している時間や頻度が変化していることを1分子で捉えることに成功しました。

本研究で確立したナノスリットによるモータータンパク質の観察法は、キネシンだけでなく、ダイニンやミオシンなど他のモータータンパク質の1分子観察にも応用できます。本手法によって、モータータンパク質の運動機構について新たな知見を得ることが期待できます。

本研究成果は、2018年12月3日に、アメリカ化学協会(ACS)刊行の科学雑誌「ACS Nano」にオンライン掲載されました。

※図1は添付の関連資料を参照

※以下は添付リリースを参照

リリース本文中の「関連資料」は、こちらのURLからご覧ください。

図1

http://release.nikkei.co.jp/attach_file/0497418_01.jpg

添付リリース

http://release.nikkei.co.jp/attach_file/0497418_02.pdf

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