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リン酸化で制御される、RNA結合性マルチドメインタンパク質全長の構造研究

Research Project

Project/Area Number 15J05593
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Biophysics
Research InstitutionTokyo Metropolitan University

Principal Investigator

小林 彩保  首都大学東京, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
KeywordsNrd1 / Cpc2 / RRM / 構造解析 / NMR / SAXS / RNA / リン酸化
Outline of Annual Research Achievements

Nrd1は4つのRRMドメインを持つ分裂酵母のRNA結合タンパク質で、細胞質分裂時のアクトミオシン環の収縮に必須なミオシンIIの軽鎖をコードするCdc4のmRNAに結合し安定化することで、細胞質分裂を制御することが知られている。この過程において、Nrd1はpmk1によりリン酸化され、ストレス顆粒が形成される。
リン酸化によりどのような影響があるのかを調べるために、リン酸化ミミック体を用いた実験を行った。リン酸化されたスレオニンの負電荷を模倣し、Nrd1のスレオニン残基をグルタミン酸やアスパラギン酸に置換した変異体を調製し、NMR測定を行った。その結果、RRM1-2領域におけるリン酸化ミミック体は、野生型のスペクトルとは一致せず、分離したピークはRRM2単独のスペクトルと非常に近いことが明らかとなった。また、RRM1単独領域のリン酸化ミミック体のスペクトルは、線幅が広く分離していないため、立体構造がほどけ、さらに凝集を起こしていることが示唆された。Nrd1はリン酸化されていない状態ではRRM1とRRM2の間にドメイン間相互作用が存在するものの、リン酸化されるとRRM1の構造が崩れ、RRM1とRRM2の間の相互作用が失われた状態になっていることが考えられる。そしてNrd1がリン酸化されるとRRM1の構造が崩れ、Nrd1全体の凝集性に影響を及ぼし、ストレス顆粒の形成が促進されているのではないかと推察される。
共にストレス顆粒を形成する重要な因子であるCpc2とNrd1の相互作用の解析を行った。また、相互作用部位を構造的に明らかにするために、Cpc2の構造を決定した。決定した構造及び示唆された相互作用部位に基づき、リボソーム40SサブユニットやmRNAを巻き込んだストレス顆粒形成による翻訳停止機構の一端を推察した。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Chemical shift assignments of the first and second RRMs of Nrd1, a fission yeast MAPK-target RNA binding protein2017

    • Author(s)
      Ayaho KobayashiTeppei KanabaRyosuke SatohYutaka ItoReiko SugiuraMasaki Mishima
    • Journal Title

      Biomolecular NMR Assignments

      Volume: 印刷中 Issue: 2 Pages: 123-126

    • DOI

      10.1007/s12104-017-9731-1

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Phosphorylation of the transcriptional co-repressor complex by CK2 as a molecular switch2015

    • Author(s)
      三島 正規,小林 彩保,金場 哲平
    • Journal Title

      生化学

      Volume: 87 Issue: 2 Pages: 258-261

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2015.870258

    • NAID

      40020461744

    • ISSN
      0037-1017
    • Year and Date
      2015-04-25
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Structural studies of Nrd1, a multi-domain RNA binding protein in solution2016

    • Author(s)
      Ayaho Kobayashi
    • Organizer
      The Global Human Resource Program Bridging across Physics and Chemistry
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2016-01-29
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Structural study of the an RNA-binding protein Nrd1 by combination approach using NMR and SAXS2016

    • Author(s)
      Ayaho Kobayashi, Kan Nagai, Ryosuke Satoh, Toshinobu Fujiwara, Yutaka Ito, Reiko Sugiura, Masaki Mishima
    • Organizer
      The XXVIIth International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems
    • Place of Presentation
      Kyoto
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] NMRとSAXSによるRNA結合性マルチドメインタンパク質Nrd1の構造解析2016

    • Author(s)
      小林彩保,永井敢,佐藤亮介,伊藤隆,杉浦麗子,三島正規
    • Organizer
      第55回NMR討論会
    • Place of Presentation
      広島
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] NMRとSAXSによるRNA結合タンパク質Nrd1の構造解析2015

    • Author(s)
      小林彩保
    • Organizer
      第16回若手NMR研究会
    • Place of Presentation
      神奈川
    • Year and Date
      2015-09-27
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] A structural study of the RNA-binding protein Nrd12015

    • Author(s)
      Ayaho Kobayashi
    • Organizer
      EMBO Practical Course : Structure, dynamics and function of biomacromolecules by NMR
    • Place of Presentation
      ドイツ
    • Year and Date
      2015-07-31
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] RNA結合性マルチドメインタンパク質Nrd1の溶液状態における構造解析2015

    • Author(s)
      小林彩保、佐藤亮介、藤原俊伸、伊藤隆、杉浦麗子、三島正規
    • Organizer
      第15回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      徳島
    • Year and Date
      2015-06-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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