Name: ナノディスク内の膜タンパク質を安定化する技術 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2026-04-30T13:20:00.000+00:00
Duration: 10 min 21 s
Description: 学ぶナノディスクを用いた膜タンパク質の再構成技術。人間のカリウムチャネルTask2を膜スカフォールドタンパク質とリン脂質で安定化し、高分解能クライオ電子顕微鏡解析に適した均一なサンプルを調製する方法です。

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<ol><li>Rask-Andersen, M., Almén, M. S., Schiöth, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Trends+in+the+exploitation+of+novel+drug+targets%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Rev.+Drug+Discov%22%5BJournal%5D)">Trends in the exploitation of novel drug targets.</a> Nat. Rev. Drug Discov. 10 (8), 579-590 (2011).</li>
<li>Cheng, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-particle+cryo-EM-How+did+it+get+here+and+where+will+it+go%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Single-particle cryo-EM-How did it get here and where will it go.</a> Science. 361 (6405), 876-880 (2018).</li>
<li>Dodd, R., Schofield, D. J., Wilkinson, T., Britton, Z. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generating+therapeutic+monoclonal+antibodies+to+complex+multi-spanning+membrane+targets%3A+overcoming+the+antigen+challenge+and+enabling+discovery+strategies%5BTitle%5D)+AND+%22Methods%22%5BJournal%5D)">Generating therapeutic monoclonal antibodies to complex multi-spanning membrane targets: overcoming the antigen challenge and enabling discovery strategies.</a> Methods. 180, 111-126 (2020).</li>
<li>Hutchings, C. J., Colussi, P., Clark, T. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ion+channels+as+therapeutic+antibody+targets%5BTitle%5D)+AND+%22MAbs%22%5BJournal%5D)">Ion channels as therapeutic antibody targets.</a> MAbs. 11 (2), 265-296 (2019).</li>
<li>Kotov, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-throughput+stability+screening+for+detergent-solubilized+membrane+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Sci.+Rep%22%5BJournal%5D)">High-throughput stability screening for detergent-solubilized membrane proteins.</a> Sci. Rep. 9 (1), 10379(2019).</li>
<li>Barrera, N. P., Zhou, M., Robinson, C. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+lipids+in+defining+membrane+protein+interactions%3A+insights+from+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">The role of lipids in defining membrane protein interactions: insights from mass spectrometry.</a> Trends Cell Biol. 23 (1), 1-8 (2013).</li>
<li>Bayburt, T., Grinkova, Y., Sligar, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-assembly+of+discoidal+phospholipid+bilayer+nanoparticles+with+membrane+scaffold+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Self-assembly of discoidal phospholipid bilayer nanoparticles with membrane scaffold proteins.</a> Nano Lett. 2 (8), 853-856 (2002).</li>
<li>Carlson, J. W., Jonas, A., Sligar, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+and+manipulation+of+high-density+lipoproteins%5BTitle%5D)+AND+%22Biophys.+J%22%5BJournal%5D)">Imaging and manipulation of high-density lipoproteins.</a> Biophys. J. 73 (3), 1184-1189 (1997).</li>
<li>Bayburt, T. H., Sligar, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-assembly+of+single+integral+membrane+proteins+into+soluble+nanoscale+phospholipid+bilayers%5BTitle%5D)+AND+%22Protein+Sci%22%5BJournal%5D)">Self-assembly of single integral membrane proteins into soluble nanoscale phospholipid bilayers.</a> Protein Sci. 12 (11), 2476-2481 (2003).</li>
<li>Vinogradova, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanodiscs+and+solution+nuclear+magnetic+resonance%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Opin.+Struct.+Biol%22%5BJournal%5D)">Nanodiscs and solution nuclear magnetic resonance.</a> Curr. Opin. Struct. Biol. 93, 103067(2025).</li>
<li>Popot, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Amphipols%2C+nanodiscs%2C+and+fluorinated+surfactants%3A+three+nonconventional+approaches+to+studying+membrane+proteins+in+aqueous+solutions%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Biochem%22%5BJournal%5D)">Amphipols, nanodiscs, and fluorinated surfactants: three nonconventional approaches to studying membrane proteins in aqueous solutions.</a> Annu. Rev. Biochem. 79, 737-775 (2010).</li>
<li>Li, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detergents+and+alternatives+in+cryo-EM+studies+of+membrane+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biochim.+Biophys.+Sin%22%5BJournal%5D)">Detergents and alternatives in cryo-EM studies of membrane proteins.</a> Acta Biochim. Biophys. Sin. 54 (8), 1049-1056 (2022).</li>
<li>Vilela, F., Sauvanet, C., Bezault, A., Volkmann, N., Hanein, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimizing+transmembrane+protein+assemblies+in+nanodiscs+for+structural+studies%3A+a+comprehensive+manual%5BTitle%5D)+AND+%22Bio+Protoc%22%5BJournal%5D)">Optimizing transmembrane protein assemblies in nanodiscs for structural studies: a comprehensive manual.</a> Bio Protoc. 14 (21), e5099(2024).</li>
<li>Efremov, R. G., Gatsogiannis, C., Raunser, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lipid+nanodiscs+as+a+tool+for+high-resolution+structure+determination+of+membrane+proteins+by+single-particle+cryo-EM%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Enzymol%22%5BJournal%5D)">Lipid nanodiscs as a tool for high-resolution structure determination of membrane proteins by single-particle cryo-EM.</a> Methods Enzymol. 594, 1-30 (2017).</li>
<li>Grant, A. J., Schmidt-Krey, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanodisc-reconstitution+for+single+particle+cryo-EM+structure+determination+of+membrane+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Opin.+Struct.+Biol%22%5BJournal%5D)">Nanodisc-reconstitution for single particle cryo-EM structure determination of membrane proteins.</a> Curr. Opin. Struct. Biol. 93, 103072(2025).</li>
<li>Yokogawa, M., Fukuda, M., Osawa, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanodiscs+for+structural+biology+in+a+membranous+environment%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Pharm.+Bull%22%5BJournal%5D)">Nanodiscs for structural biology in a membranous environment.</a> Chem. Pharm. Bull. 67 (4), 321-326 (2019).</li>
<li>Denisov, I. G., Sligar, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanodiscs+for+structural+and+functional+studies+of+membrane+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Struct.+Mol.+Biol%22%5BJournal%5D)">Nanodiscs for structural and functional studies of membrane proteins.</a> Nat. Struct. Mol. Biol. 23 (6), 481-486 (2016).</li>
<li>Enyedi, P., Czirják, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+background+of+leak+K%2B+currents%3A+two-pore+domain+potassium+channels%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+Rev%22%5BJournal%5D)">Molecular background of leak K+ currents: two-pore domain potassium channels.</a> Physiol. Rev. 90 (2), 559-605 (2010).</li>
<li>Reyes, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cloning+and+expression+of+a+novel+pH-sensitive+two+pore+domain+K%2B+channel+from+human+kidney%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biol.+Chem%22%5BJournal%5D)">Cloning and expression of a novel pH-sensitive two pore domain K+ channel from human kidney.</a> J. Biol. Chem. 273 (47), 30863-30869 (1998).</li>
<li>Notti, R. Q., Walz, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Native-like+environments+afford+novel+mechanistic+insights+into+membrane+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Biochem.+Sci%22%5BJournal%5D)">Native-like environments afford novel mechanistic insights into membrane proteins.</a> Trends Biochem. Sci. 47 (7), 561-569 (2022).</li>
<li>Pocanschi, C. L., Kleinschmidt, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+thermodynamic+stability+of+membrane+proteins+in+micelles+and+lipid+bilayers+investigated+with+the+ferrichrom+receptor+FhuA%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Membr.+Biol%22%5BJournal%5D)">The thermodynamic stability of membrane proteins in micelles and lipid bilayers investigated with the ferrichrom receptor FhuA.</a> J. Membr. Biol. 255 (4-5), 485-502 (2022).</li>
<li>Hiotis, G., Notti, R. Q., Bao, H., Walz, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanodiscs+remain+indispensable+for+cryo-EM+studies+of+membrane+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Opin.+Struct.+Biol%22%5BJournal%5D)">Nanodiscs remain indispensable for cryo-EM studies of membrane proteins.</a> Curr. Opin. Struct. Biol. 92, 103042(2025).</li>
<li>Nakao, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Home+is+where+the+lipids+are%3A+a+comparison+of+MSP+and+DDDG+nanodiscs+for+membrane+protein+research%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Home is where the lipids are: a comparison of MSP and DDDG nanodiscs for membrane protein research.</a> Soft Matter. 21 (33), 6596-6602 (2025).</li>
<li>Dalal, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lipid+nanodisc+scaffold+and+size+alter+the+structure+of+a+pentameric+ligand-gated+ion+channel%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Commun%22%5BJournal%5D)">Lipid nanodisc scaffold and size alter the structure of a pentameric ligand-gated ion channel.</a> Nat. Commun. 15 (1), 25(2024).</li>
<li>Knowles, T. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Membrane+proteins+solubilized+intact+in+lipid+containing+nanoparticles+bounded+by+styrene+maleic+acid+copolymer%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Membrane proteins solubilized intact in lipid containing nanoparticles bounded by styrene maleic acid copolymer.</a> J. Am. Chem. Soc. 131 (22), 7484-7485 (2009).</li>
<li>Tao, X., Zhao, C., MacKinnon, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Membrane+protein+isolation+and+structure+determination+in+cell-derived+membrane+vesicles%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Membrane protein isolation and structure determination in cell-derived membrane vesicles.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 120 (18), e2302325120(2023).</li>
<li>Zhang, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((One-step+construction+of+circularized+nanodiscs+using+SpyCatcher-SpyTag%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Commun%22%5BJournal%5D)">One-step construction of circularized nanodiscs using SpyCatcher-SpyTag.</a> Nat. Commun. 12 (1), 5451(2021).</li>
<li>Ren, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((DeFrND%3A+detergent-free+reconstitution+into+native+nanodiscs+with+designer+membrane+scaffold+peptides%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Commun%22%5BJournal%5D)">DeFrND: detergent-free reconstitution into native nanodiscs with designer membrane scaffold peptides.</a> Nat. Commun. 16 (1), 7973(2025).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>バイオビーズ</td><td>バイオラッド</td><td>1523920</td><td></td></tr><tr><td>コレステリル・ヘミサシネート</td><td>アナトレース</td><td>第210章</td><td></td></tr><tr><td>クロロホルム</td><td>シノアエージェント</td><td></td><td>フームフードでの使用</td></tr><tr><td>すごい</td><td>アヴァンティ</td><td>850725P</td><td></td></tr><tr><td>メタノール</td><td>シノアエージェント</td><td></td><td></td></tr><tr><td>n-ドデシル-ベータ-D-マルトシド</td><td>アナトレース</td><td>D310</td><td></td></tr><tr><td>N-ペンタン</td><td>アダマス</td><td></td><td>フームフードでの使用</td></tr><tr><td>POPCは</td><td>アヴァンティ</td><td>850457P</td><td></td></tr><tr><td>ポップス</td><td>アヴァンティ</td><td>840034P</td><td></td></tr><tr><td>SEC</td><td>バイオラッド</td><td></td><td>正しい使用にはメーカーのプロトコルに従ってください</td></tr><tr><td>スネークスキン透析チューブ</td><td>熱力学</td><td>68011</td><td></td></tr><tr><td>スーパーローズ&nbsp;6 インデュース10/300 GL</td><td>シチバ</td><td>29091596</td><td></td></tr><tr><td>超ろ過スピンカラム Amicon Ultra-15</td><td>ミリポール</td><td>UFC905008</td><td></td></tr></tbody></table>

ナノディスク内の膜タンパク質を安定化する技術

A Technique for Stabilizing Membrane Proteins in Nanodiscs

Many membrane proteins exhibit poor stability, loss of activity, and sample heterogeneity when extracted in detergent-based environments, posing ...

a-technique-for-stabilizing-membrane-proteins-in-nanodiscs

Research

JoVE Journal

Biology

生物学

Nanodiscsはリン脂質二重層の小さなパッチに膜タンパク質を組み込んだ小さな円盤状の粒子である。我々は、ディスクへのMalFGK2ポーターのステップ·バイ·ステップの取り込みを示し視覚プロトコルを提供します。...

Nanodisc脂質粒子にABCトランスポーターの再構成のためのステップ·バイ·ステップ方式

βバレル外膜タンパク質(OMP)は、グラム陰性菌、ミトコンドリア、葉緑体の外膜内で多くの機能を果たします。ここでは、X線結晶構造解析またはNMR分光法による構造決定に十分な量のβバレルOMPを生成するためのプロトコルを提示することにより、構造研究における既知のボトルネックを軽減したいと考えています。...

βバレル外膜タンパク質の構造決意を目指して - 構築物から結晶へ

私たちは、流体脂質二重層によって取り囲まれるナノメートルタンパク質のパッチでガラスを官能化するプロトコルを提示します。これらの基板は、高度な光学顕微鏡と互換性があり、細胞接着および遊走の研究のためのプラットフォームとして機能することが期待されます。...

サポートされている脂質二重層中のリガンドナノクラスター配列

多くのタンパク質は、膜表面に付着するとその機能を果たします。ナノディスク膜上の外因性タンパク質の結合は、透過型電子顕微鏡によって間接的に画像化することができます。我々は、ネガティブ染色のリンスホタングステン酸ナトリウムによって誘発されるナノディスクの特徴的なスタッキング(rouleau)が、外部タンパク質の結合によって防止されることを示す。...

透過型電子顕微鏡により膜相互作用タンパク質を視覚化し、分析するための方法

このプロトコルは、低解像度第一原理計算モデルと洗剤のコントラストが一致する中性子小角散乱法を用いたソリューションの洗剤可溶化膜蛋白質の構造の詳細を取得する方法を示します。...

膜蛋白質の構造解析および経験的モデリング中性子小角散乱実験でコントラストに一致する洗剤

膜タンパク質の精製と再構成を1つのクロマトグラフィー工程でペプチディスに組み合わせる方法を提示する。ビオチン化足場は、バイオレイヤー干渉法を介したタンパク質リガンド相互作用の直接表面付着および測定に使用されます。...

PeptiQuick、合理化されたタンパク質結合アッセイのためのバイオチン化ペプチドディスクへの膜タンパク質のワンステップ組み込み

ここで提示される電子顕微鏡法と組み合わせてネイティブ細胞膜ナノ粒子系を利用する膜蛋白質のオリゴマー状態の決定のためのプロトコルです。...

膜蛋白質相互作用解析用のネイティブ細胞膜ナノ粒子システム

予め形成されたナノディスクへの共翻訳挿入により、界面活性剤と接触することなく、定義された脂質環境で無細胞合成膜タンパク質を研究することが可能になります。このプロトコルでは、必須のシステムコンポーネントの調製と、発現効率とサンプル品質を改善するための重要なパラメーターについて説明します。...

予め形成されたナノディスクへの膜タンパク質の共翻訳挿入

ここでは、人工脂質膜において、光制御された可逆的なタンパク質パターンを高い時空間精度で生成するためのプロトコールについて説明する。この方法は、モデル膜に固定化されたタンパク質iLID(改良型光誘導ダイマー)の局所的な光活性化で構成され、青色光の下では、そのパートナータンパク質Nano(野生型SspB)に結合します。...

モデルメンブレンにおける動的光誘起タンパク質パターン

膜タンパク質を再構成し、酵素やその他の水溶性成分をサブマイクロメートルおよびマイクロメートルサイズの脂質小胞にカプセル化するためのプロトコルを提示します。...

ナノ・マイクロメートル小胞における非平衡代謝ネットワークの構築

学ぶナノディスクを用いた膜タンパク質の再構成技術。人間のカリウムチャネルTask2を膜スカフォールドタンパク質とリン脂質で安定化し、高分解能クライオ電子顕微鏡解析に適した均一なサンプルを調製する方法です。

ナノディスク内の膜タンパク質を安定化する技術

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