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グループ2型シャペロニンのサブユニット特異的機能とフォールディング機構の解明

Research Project

Project/Area Number 15J08261
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Biophysics
Research InstitutionTokyo University of Agriculture and Technology

Principal Investigator

山本 陽平  東京農工大学, 大学院工学府, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords分子シャペロン / シャペロニン / タンパク質フォールディング / サブユニット間協調作用 / Chaetomium thermophilum / 段階的構造変化 / 1分子構造変化解析 / CCT/TRiC
Outline of Annual Research Achievements

CCTでは8種類のパラログが特定の配置でオリゴマーを形成している。CCT構成サブユニットは、ATP親和性や基質結合性に差異があるが、オリゴマーとしての機能への寄与は不明である。本研究では各サブユニットの構造・機能の違いを考慮したCCTの反応機構モデルを提唱することを目的としている。昨年度までに好熱性真菌Chaetomium thermophilum 由来CCT(CtCCT)の大腸菌組換え体発現系を構築し、本年度は特に構造変化についての機能解析を進めた。
構造変化解析にはX線1分子追跡法を使用した。解析の結果、ATP親和性が高いサブユニットはATP結合後1秒以内に傾斜方向の構造変化を示したが、ATP親和性が低いサブユニットでは1-2秒後に構造変化が確認された。これはATP親和性の高いサブユニットから構造変化が起こり、次にATP親和性の低いサブユニットへと構造変化が進むことを示している。またいずれのサブユニットでもATP加水分解によるねじれ方向の構造変化はATP添加後4秒以降で観察された。
また、ATP加水分解活性欠損変異サブユニットを含むCtCCTの解析の結果、CtCCTサブユニット2, 4, 5への変異導入はオリゴマーの活性を大きく低下させたが、CtCCTサブユニット1. 3. 6, 7への変異導入ではオリゴマーの活性の低下は限定的だった。
一連の結果よりCCTではATPアフィニティーが高いサブユニットから順にATP結合に伴う構造変化が起き、全てのサブユニットにATPが結合した後に、サブユニット協調的なATP加水分解・構造変化により最終的なclosed構造が形成されることや、この協調的なATP加水分解活性においてリング内に非対称性があることが示された。
一連の研究結果は、PLOS ONE誌にて発表した。

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

    (10 results)

All 2017 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] CNB, UAM(スペイン)

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] CNB, UAM(スペイン)

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Journal Article] Asymmetry in the function and dynamics of the cytosolic group II chaperonin CCT/TRiC2017

    • Author(s)
      Yohei Y. YAMAMOTO, Yuko UNO, Eiryo SHA, Kentaro IKEGAMI, Noriyuki ISHII, Naoshi DOHMAE, Hiroshi SEKIGUCHI, Yuji C. SASAKI, Masafumi YOHDA
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 12(5) Issue: 5 Pages: 0176054-0176054

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0176054

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] グループⅡ型シャペロニンCCTにおけるサブユニット協調作用の解析2016

    • Author(s)
      山本陽平、謝英良、宇野裕子, 池上健太郎、堂前 直、養王田正文
    • Organizer
      新学術領域研究 動的秩序と機能 第3回若手研究会
    • Place of Presentation
      加賀観光ホテル (石川県加賀市)
    • Year and Date
      2016-10-11
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] グループII型シャペロニンCCTにおけるサブユニット協調作用の解析2016

    • Author(s)
      山本陽平、謝英良、宇野裕子, 池上健太郎、堂前 直、養王田正文
    • Organizer
      第89回 日本生化学会年会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター (宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2016-09-25
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Expression, purification, and characterization of the group II chaperonin CCT from Chaetomium themophilum2016

    • Author(s)
      Yohei Y YAMAMOTO, Eiryo SHA, Yuko UNO, Kentaro IKEGAMI, Keiichi NOGUCHI, Naoshi DOHMAE, Hiroshi SEKIGUCHI, Yuji C SASAKI, Masafumi YOHDA
    • Organizer
      Protein Homeostasis in Health and Disease
    • Place of Presentation
      New York, USA
    • Year and Date
      2016-04-18
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] グループII型シャペロニンCCTにおけるサブユニット協調作用の解析2015

    • Author(s)
      山本陽平, 謝英良, 宇野裕子, 池上健太郎, 堂前直, 養王田正文
    • Organizer
      BMB2015
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-12-01
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] グループII型シャペロニンCCTにおけるサブユニット協調作用の解析2015

    • Author(s)
      山本陽平, 謝英良, 宇野裕子, 池上健太郎, 堂前直, 養王田正文
    • Organizer
      第10回臨床ストレス応答学会大会
    • Place of Presentation
      東京農工大学(東京都小金井市)
    • Year and Date
      2015-11-06
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] グループII型シャペロニンにおけるサブユニット間協調作用の解析2015

    • Author(s)
      山本陽平, 阿部由寛,守谷和騎, 有田真優乃, 謝英良, 池上健太郎, 堂前直, 野口恵一, 石井則行, 関口博史, 佐々木裕次, 養王田正文
    • Organizer
      第2回新学術領域研究「動的秩序と機能」若手研究会
    • Place of Presentation
      ホテルたつき(愛知県西浦)
    • Year and Date
      2015-10-05
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 好熱性真菌Chaetomium thermophilum 由来CCT の発現系構築及び機能解析2015

    • Author(s)
      山本陽平, 謝英良, 宇野裕子, 池上健太郎, 堂前直, 養王田正文
    • Organizer
      第15回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      あわぎんホール(徳島県徳島市)
    • 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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