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カルシウム信号を伝達する細胞内調節蛋白質の構造生物学

Research Project

Project/Area Number 08408024
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Structural biochemistry
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

麻生 悌二郎 (1997-1998)  筑波大, 応用生物化学系, 講師 (20291289)

伊倉 光彦 (1996)  筑波大学, 応用生物化学系, 教授 (00142688)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 田中 俊之  筑波大学, 応用生物化学系, 講師 (10217052)
Project Period (FY) 1996 – 1998
Project Status Completed (Fiscal Year 1998)
Budget Amount *help
¥32,200,000 (Direct Cost: ¥32,200,000)
Fiscal Year 1998: ¥4,700,000 (Direct Cost: ¥4,700,000)
Fiscal Year 1997: ¥4,900,000 (Direct Cost: ¥4,900,000)
Fiscal Year 1996: ¥22,600,000 (Direct Cost: ¥22,600,000)
Keywordsカルシウム / カルモデュリン / リカバリン / 多次元NMR / 溶液構造 / NMR / 立体構造
Research Abstract

カルシウム結合蛋白質は、カルシウムの結合によりコンフォメーション変化を起こし、その機能を発現する。このコンフォメーション変化の解析は、細胞内でカルシウム信号がどのように伝達されるかを知るための重要な鍵である。本研究では、カルモデュリンとリカバリンを主なターゲットとしてNMR構造解析を行い、カルシウム信号の伝達機構を原子レペルで解明することを目的とする。
1.カルモデュリンの構造解析
カルモデュリンとその最も強力な阻害剤であるW-7の複合体構造を決定し、その阻害機構やカルモデュリンによる標的蛋白質の認識機構に関して知見を得た。また、標的蛋白質の一部であるM13ペプチドをC末端に結合したカルモデュリンハイブリッドのカルシウム存在下の構造解析を進めている。
2.リカバリンの構造解析
リカバリンは、N末端に共有結合している脂肪酸(主にミリストイル酸)を利用して、カルシウム依存的に細胞膜と相互作用する(カルシウム-ミリストイルスイッチ)。既にカルシウム非存在下の構造を決定し、ミリストイル基が蛋白質内部に格納されていることを報告していたが、今回その構造の精密化を行い、ミリストイルポケットの詳細な構造を決めた。また、カルシウムを結合したリカバリンの構造決定にも成功し、ミリストイル基がカルシウムの結合と運動して飛び出すことを明らかにした。これらの一連の構造解析により、カルシウム-ミリストイルスイッチを原子レベルで理解することが出来た。このスイッチ機構は、脳神経系に存在するリカバリンホロモログにも共通の構造的特徴であり、このうちニューロカルシンの構造解析を現在進めている。

Report

(2 results)
  • 1997 Annual Research Report
  • 1996 Annual Research Report

Research Products

(9 results)

All Other

All Publications (9 results)

  • [Publications] James B.Ames: "Molecular Mechanics of Calcium -Mynstoyl Switches" Natare. 389. 198-202 (1997)

    • Related Report
      1997 Annual Research Report
  • [Publications] Toshiyuki Tanaka: "Differential Isotope Labeling Stratesy for Determining the Structure of Myristoylated Recorerin by NMR Spectroscopy" J.Biomol.NMR. (印刷中). (1998)

    • Related Report
      1997 Annual Research Report
  • [Publications] Masanori Osawa: "Solution Structure of Calmodulin-W-7 Complex:the Basis of Dirersity in Molecular Recognition" J.Mol.Biol.(印刷中). (1998)

    • Related Report
      1997 Annual Research Report
  • [Publications] Martin,S.R.等: "Spectroscopie Characterization of a High Affinity Calmodulin-Target Peptide Hybrid Molecule." Biochemistry. 35. 3508-3517 (1996)

    • Related Report
      1996 Annual Research Report
  • [Publications] Swindells,M.等: "Pre-formation of the Semi-open Conformation by the Apo-calmodulin C-terminal Domain. Implications for Binding IQ-motifs." Nature Structural Biology. 3. 501-504 (1996)

    • Related Report
      1996 Annual Research Report
  • [Publications] Prozialeck,W.C.等: "Binding of Cadmium (Cd2+) to E-CADl,A Calcium Binding Polypeptide Analog of E-Cadherin" Life Sciences. 58. 325-330 (1996)

    • Related Report
      1996 Annual Research Report
  • [Publications] Porumb,T.等: "Calcium Binding and Conformational Properties of Calmodulin Complexed with Peptides Derived from Myristoylated Alanine-Rich C Kinase Substrate (MARCKS) and MARCKS-related Protein (MRP)" Eur.Biophys.J.(印刷中). (1996)

    • Related Report
      1996 Annual Research Report
  • [Publications] Nevalainen,L.T.等: "Characterization of Novel Calmodulin-binding Peptides With Distinct Inhibitory Effects on Calmodulin-Dependent Enzymes," Biochem.J.(印刷中). (1996)

    • Related Report
      1996 Annual Research Report
  • [Publications] 伊島理枝子,伊倉光彦: "細胞工学 15巻" 秀潤社, 163 (1996)

    • Related Report
      1996 Annual Research Report

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Published: 1996-03-31   Modified: 2016-04-21  

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