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Claudin類似4回膜貫通タンパク質Euglena-IP39の構造および機能解析

Research Project

Project/Area Number 11J05494
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Structural biochemistry
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

伊藤 泰行  大阪大学, 医学系研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2011 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2012: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
KeywordsIP-39 / ミドリムシ / タイトジャンクション / Claudin / Euglena / IP39 / 構造解析 / Tight junction
Research Abstract

昨年度より検討中であったIP39の重合により形成される逆平行2重鎖の間をIP39のどの部位が結合を担っているか、この点から解析が始まった。IP39はチロシンがリン酸化修飾を受けることが知られているが、チロシンは細胞内C末鎖にのみ存在する。そこで抗リン酸化チロシン抗体からFab部位を精製してIP39の2次元結晶に作用させて解析を行い、立体構造情報の収集に努めた。Fabが結合した3次元構造は、重合鎖2列の間隙の箇所のみの電子密度が極端に低下しており、他の構造に顕著な変化が見られなかった。これは重合鎖同士を結合する部位にFabが作用したために、構造が不安定になったためと考えられる。つまり、IP39は細胞内C末鎖を介して相互作用する可能性を示唆している。
これまで得られていた構造情報にもデータ収集を重ねることで、この3量体内でIP39が非対称性に配向していることが判明した。1分子と他の2分子は脂質膜中における配向が異なっており、1分子が脂質膜に対して垂直方向軸を回転軸に1800向きを変えて、他の2分子に配向していることが分かった。この構造様式には3量体における相互作用が3種存在する事をしめしており、先述のC末鎖同士の相互作用を含めて、IP39単分子は4種の分子間相互作用を構築できることを示唆している。これらのmulti-interactionがミドリムシ細胞膜表面に見られるIP39の天然性の線状重合鎖構築に寄与していると考えられる。
IP39に見られる分子の並び方は、claudinが構築するTJs-strandの重合様式を示唆している可能性があり、今後のclaudinの機能および構造解析において重要な知見、テンプレートとなると思われる。本研究結果がNature communicationsに発表された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

タイトジャンクションが形成するストランドの分子構築を、クローディン類似蛋白質であるIP-39で示した。ストランド構造の構造解析はこれまでになく、重要な知見が得られた。

Strategy for Future Research Activity

今後は、解像度の向上などを目指して行きたい。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2013 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] The four-transmembrane protein IP39 of Euglena forms strands by a trimeric unit repeat2013

    • Author(s)
      Suzuki H. Itoh Y., et al.
    • Journal Title

      Nature communication

      Volume: 4 Issue: 1 Pages: 1-766

    • DOI

      10.1038/ncomms2731

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ELECTRON CRYSTALLOGRAPHY OF EUGLENOID FOUR-TRANSMEMBRANE PROTEIN REVEALED THE LINEAR POLYMERIZATION BY ACOMBINATION OF THREE-WAYS OF INTERMOLECULAR INTERACTION2013

    • Author(s)
      Suzuki H., lto Y., et al.
    • Organizer
      the Biophysical Society 2013 57th Annual Meeting
    • Place of Presentation
      ペンシルバニア
    • Year and Date
      2013-02-03
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Electron crystallography of four-transmembrane proteins in Euglena revealed the linear polymerization by a trimeric unit repeat.2013

    • Author(s)
      Suzuki H., lto Y., et al.
    • Organizer
      Nagoya Symposium Frontiers in Structural Physiology
    • Place of Presentation
      名古屋大学 豊田講堂
    • Year and Date
      2013-01-22
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/jpn/general/lab/13/

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/tsukita/

    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2011-12-12   Modified: 2024-03-26  

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