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レセプターとの相互作用様式にもとづく昆虫前胸腺刺激ホルモンの種特異性の解明

Research Project

Project/Area Number 14J08461
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Applied biochemistry
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

此上 祥史  東京大学, 新領域創成科学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords前胸腺刺激ホルモン / PTTH / Torso / チロシンキナーゼ型レセプター / ジスルフィド架橋 / 二量体形成 / 膜貫通領域 / 架橋剤反応性 / 細胞膜レセプター / ジスルフィド結合 / 二量化
Outline of Annual Research Achievements

昆虫の脱皮や変態などを制御する神経ペプチド・前胸腺刺激ホルモン(PTTH)は、異なる昆虫種間でほとんど交差活性を示さない。私は、このPTTHの標的特異性の全容を解明することを目的として、そのレセプターTorsoによる厳格なリガンド認識機構を研究した。
平成26年度には、カイコガTorsoが、膜貫通領域にある分子間ジスルフィド架橋を介した二量体を形成することで、PTTH刺激依存的な応答を引き起こしていることを明らかにした。このことから、Torsoの膜貫通領域は、PTTHの直接的な結合部位ではないものの、PTTHとの特異的相互作用に間接的に関与しているものと考えるに至った。そこで、平成27年度は、(1)まず、膜貫通領域の3つのシステイン残基をすべてフェニルアラニンに置換した変異体(FFF変異体)を調製し、架橋剤Sulfo-EGSを用いてその会合状態を野生型と比較した。分子間ジスルフィド架橋のないFFF変異体でも非共有結合的な二量体形成が観測されたものの、野生型とFFF変異体とでは架橋剤に対する反応性が異なっていた。Sulfo-EGSは脂質膜に侵入・透過できない親水性架橋剤であることから、Sulfo-EGSに対する反応性の違いは、まさに野生型とFFF変異体とで細胞外領域の構造が明らかに異なっていることを示しており、分子間ジスルフィド架橋の有無がリガンド結合部位の構造に大きく影響する可能性を示した。(2)次に、対照試料として、同じ鱗翅目に属しTorso遺伝子が入手可能なヨトウガのPTTHを調製した。カイコガPTTHと同様にブレビバチルス菌を用いて発現させたところ、カイコガPTTHよりは収量は劣るものの、活性型のヨトウガPTTHを得ることに成功した。今後、Torso膜貫通領域の分子間架橋の存在を考慮しながら、カイコガとヨトウガとでPTTH-Torsoの相互作用に必要な残基を同定・比較することで、PTTHが示す標的特異性を分子構造レベルで明らかにする予定である。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Ligand-dependent responses of the silkworm prothoracicotropic hormone receptor, Torso, are maintained by unusual intermolecular disulfide bridges in the transmembrane region.2016

    • Author(s)
      Tadafumi Konogami, Yiwen Yang, Mari H. Ogihara, Juri Hikiba, Hiroshi Kataoka, Kazuki Saito
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 6 Issue: 1 Pages: 22437-22437

    • DOI

      10.1038/srep22437

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] The silkworm prothoracicotropic hormone receptor, Torso, has a unique disulfide-bond-linked structure required for its ligand-dependent functions.2016

    • Author(s)
      Tadafumi Konogami, Yiwen Yang, Mari H. Ogihara, Juri Hikiba, Hiroshi Kataoka, Kazuki Saito
    • Journal Title

      Peptide Science

      Volume: 2015 Pages: 37-38

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Secretory expression of cabbage armyworm prothoracicotropic hormone in Brevibacillus choshinensis.2016

    • Author(s)
      Yusuke Yamashita, Tadafumi Konogami, Yiwen Yang, Tamari Hoshikawa, Masatoshi Iga, Hiroshi Kataoka, Kazuki Saito
    • Journal Title

      Peptide Science

      Volume: 2015 Pages: 179-180

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Role of the disulfide bridges in the transmembrane region of the insect prothoracicotropic-hormone receptor, Torso.2015

    • Author(s)
      Tadafumi Konogami, Yiwen Yang, Mari H. Ogihara, Juri Hikiba, Hiroshi Kataoka, Kazuki Saito
    • Journal Title

      Protein Science

      Volume: 24 Issue: S1 Pages: 59-59

    • DOI

      10.1002/pro.2823

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Journal Article] Activation of silkworm Torso, a recently-identified receptor for prothoracicotropic hormone.2015

    • Author(s)
      Tadafumi Konogami, Yiwen Yang, Mari H. Ogihara, Juri Hikiba, Hiroshi Kataoka, Kazuki Saito
    • Journal Title

      Peptide Science

      Volume: 2014 Pages: 179-180

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Torso, an insect prothoracicotropic hormone receptor, possessing a very unique dimeric structure as a receptor tyrosine kinase.2016

    • Author(s)
      Tadafumi Konogami, Hiroshi Kataoka, Kazuki Saito
    • Organizer
      The 16th Akabori Conference: German-Japanese Symposium on Peptide Science
    • Place of Presentation
      六甲山ホテル(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2016-05-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 「ブレビバチルス菌を用いたカイコガ前胸腺刺激ホルモンの大量調製法の確立2016

    • Author(s)
      此上祥史, 山下雄佑, 楊易文, 片岡宏誌, 齋藤一樹
    • Organizer
      日本農芸化学会 2016年度大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2016-03-28
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Preparation of cabbage armyworm prothoracicotropic hormone in a soluble bioactive form, using secretory expression system of Brevibacillus choshinensis.2016

    • Author(s)
      Yusuke Yamashita, Tadafumi Konogami, Tamari Hoshikawa, Mari H. Ogihara, Kazuki Saito, Hiroshi Kataoka
    • Organizer
      1st Joint Symposium on Integrated Biosciences between Zhejiang University and The University of Tokyo
    • Place of Presentation
      杭州(中国)
    • Year and Date
      2016-03-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ヨトウガ前胸腺刺激ホルモンのブレビバチルス菌による分泌発現2015

    • Author(s)
      山下雄佑, 此上祥史, 楊易文, 星川珠莉, 伊賀正年, 片岡宏誌, 齋藤一樹
    • Organizer
      第52回ペプチド討論会
    • Place of Presentation
      平塚市中央公民館(神奈川県平塚市)
    • Year and Date
      2015-11-17
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] カイコガ前胸腺刺激ホルモンのレセプターTorsoは、リガンド依存的な機能に必要な特有のジスルフィド架橋構造を有する2015

    • Author(s)
      此上祥史, 楊易文, 荻原麻理, 引場樹里, 片岡宏誌, 齋藤一樹
    • Organizer
      第52回ペプチド討論会
    • Place of Presentation
      平塚市中央公民館(神奈川県平塚市)
    • Year and Date
      2015-11-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Role of the disulfide bridges in the transmembrane region of the insect prothoracicotropic-hormone receptor, Torso.2015

    • Author(s)
      Tadafumi Konogami, Yiwen Yang, Mari H. Ogihara, Juri Hikiba, Hiroshi Kataoka, Kazuki Saito
    • Organizer
      The 29th Annual Symposium of the Protein Society
    • Place of Presentation
      バルセロナ(スペイン)
    • Year and Date
      2015-07-22
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Preparation of insect prothoracicotropic hormone with complicated disulfide-bond structure, by the heterologous expression in Brevibacillus choshinensis.2015

    • Author(s)
      Kazuki Saito, Tadafumi Konogami, Yiwen Yang, Yusuke Yamashita, Masatoshi Iga, Tamari Hoshikawa, Hiroshi Kataoka
    • Organizer
      The 29th Annual Symposium of the Protein Society
    • Place of Presentation
      バルセロナ(スペイン)
    • Year and Date
      2015-07-22
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 昆虫前胸腺刺激ホルモンのレセプターTorsoはジスルフィド結合を介して二量化している2015

    • Author(s)
      此上 祥史, 楊 易文, 荻原 麻理, 引場 樹里, 片岡 宏誌, 齋藤 一樹
    • Organizer
      日本農芸化学会 2015年度大会
    • Place of Presentation
      岡山大学津島キャンパス(岡山県岡山市)
    • Year and Date
      2015-03-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 昆虫前胸腺刺激ホルモンPTTHによるレセプターTorsoの活性化2014

    • Author(s)
      此上 祥史, 楊 易文, 荻原 麻理, 引場 樹里, 片岡 宏誌, 齋藤 一樹
    • Organizer
      第51回ペプチド討論会
    • Place of Presentation
      徳島大学蔵本キャンパス大塚講堂(徳島県徳島市)
    • Year and Date
      2014-10-23
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 昆虫培養細胞を用いた前胸腺刺激ホルモンレセプターTorsoの活性化実験2014

    • Author(s)
      此上 祥史, 楊 易文, 荻原 麻理, 引場 樹里, 片岡 宏誌, 齋藤 一樹
    • Organizer
      第46回若手ペプチド夏の勉強会
    • Place of Presentation
      京都府立青少年海洋センター・マリンピア(京都府宮津市)
    • Year and Date
      2014-08-04
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 大腸菌では調製しづらかった昆虫前胸腺刺激ホルモンのブレビバチルス菌を用いた発現2014

    • Author(s)
      楊 易文, 此上 祥史, 伊賀 正年, 星川 珠莉, 片岡 宏誌, 齋藤 一樹
    • Organizer
      第46回若手ペプチド夏の勉強会
    • Place of Presentation
      京都府立青少年海洋センター・マリンピア(京都府宮津市)
    • Year and Date
      2014-08-04
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Book] Prothoracicotropic Hormone. (Chapter 55), Handbook of Hormones: Comparative Endocrinology for Basic and Clinical Research2015

    • Author(s)
      Tadafumi Konogami, Kazuki Saito, Hiroshi Kataoka
    • Total Pages
      3
    • Publisher
      Academic Press
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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