ミトコンドリア内への過剰なＣａ２＋流入を感知・抑制する蛋白質複合体の構造生物学

• Project/Area Number: 15J40096
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Structural biochemistry
• Research Institution: The University of Tokushima
• Research Fellow: 真板 綾子 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 特任助教
• Project Period (FY): 2015-07-29 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2018: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000); Fiscal Year 2017: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2016: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2015: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
• Keywords: 蛋白質複合体 / X線構造解析 / ミトコンドリア / カルシウム / X線結晶構造解析

Outline of Annual Research Achievements

所属研究室で見出されたミトコンドリアへの過剰なカルシウム取り込みの制御HAX-1-UCP3複合体に着目し、構造生物学的手法（X線回折実験・NMR法）を駆使して、この複合体の構造機能相関研究を行った。これまでに、以下のことを明らかにしてきた。①HAX-1とUCP3の相互作用領域がそれぞれC末端側領域（HAX-1(211-280)）とミトコンドリア内腔に存在するループ2領域(UCP3(165-175))であること及び両者の結合にはカルシウムの存在が必須であること。②HAX-1(211-280)に関しては、カルシウムと直接結合すること及びその結合により大きな構造変化（部分的なフォールディング）が誘起されること。③HAX-1は、カルシウムとの結合により膜結合性を獲得すること。④HAX-1のC末端側の膜結合に関わるαヘリックスを除去すると、UCP3ループ2との結合は維持されるが、カルシウムと直接結合できなくなること。これらの結果から以下の仮説を立てた。HAX-1のC末端側のαへリックス領域は、カルシウム非存在下ではアンフォールド状態をしており、UCP3のループ2領域が、HAX-1のUCP3のループ2領域との結合領域に接近するのを妨げる。一方、カルシウム存在下においてC末端側のαへリックス構造が誘起されると共に膜結合性を獲得し、UCP3ループ2領域との結合領域が露出することでUCP3との結合が可能になる。また、この複合体と相互作用する因子があるか否かをUCP3を強制発現させた筋芽細胞のミトコンドリア画分とリコンビナントHax-1(211-280)を用いて、免疫沈降実験を行った。因子の同定には至らなかったが、この複合体と結合しうる因子が存在することを明らかにした。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] 無重力の筋蛋白質代謝に及ぼす影響とその栄養学的制御法 (2018)
  • Author(s): 二川健、内田貴之、真板綾子、中尾玲子、寺尾順二
  • Journal Title: 生体の科学 Volume: 69 Pages: 118-122
• [Journal Article] Reactive oxygen species up-regulate expression of muscle atrophy-associated ubiquitin ligase Cbl-b in rat L6 skeletal muscle cells. (2018)
  • Author(s): Uchida, T., Sakashita, Y., Kitahata, K., Yamashita, Y., Tomida, C., Kimori, Y., Komatsu, A., Hirasaka, K., Ohno, A., Nakao, R., Higashitani, A., Higashibata, A., Ishioka, N., Shimazu, T., Kobayashi, T., Okumura, Y., Choi, I., Oarada, M., Mills, E. M., Teshima-Kondo, S., Takeda, S., Tanaka, E., Tanaka, K., Sokabe, M., and Nikawa, T.
  • Journal Title: Am J Physiol: Cell Physiol Volume: 印刷中
  • DOI: 10.1152/ajpcell.00184.2017
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 無重力の筋タンパク質代謝に及ぼす影響とその栄養学的制御法 (2018)
  • Author(s): 二川 健・内田 貴之・真板 綾子・中尾 玲子・寺尾 純二
  • Journal Title: 生体の科学 Volume: 69 Pages: 118-122
• [Journal Article] VEGF pathway-targeting drugs induce evasive adaptation by activation of neuropilin-1/cMet in colon cancer cells (2018)
  • Author(s): Tomida Chisato、Yamagishi Naoko、Nagano Hikaru、Uchida Takayuki、Ohno Ayako、Hirasaka Katsuya、Nikawa Takeshi、Teshima-Kondo Shigetada
  • Journal Title: Int. J. Oncol. Volume: 52 Pages: 1350-1362
  • DOI: 10.3892/ijo.2018.4291
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Antiangiogenic agent sunitinib induces epithelial to mesenchymal transition and accelerates motility of colorectal cancer cells (2017)
  • Author(s): Chisato Tomida, Naoko Yamagishi, Hikaru Nagano, Takayuki Uchida, Ayako Ohno, Katsuya Hirasaka, Takeshi Nikawa, Shigetada Teshima-Kondo
  • Journal Title: J. Med. Invest. Volume: 64 Issue: 3.4 Pages: 250-254
  • DOI: 10.2152/jmi.64.250
  • NAID: 130006105181
  • ISSN: 1343-1420, 1349-6867
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Regorafenib induces adaptive resistance of colorectal cancer cells via inhibition of vascular endothelial growth factor receptor (2017)
  • Author(s): Tomida Chisato、Nagano Hikaru、Yamagishi Naoko、Uchida Takayuki、Ohno Ayako、Hirasaka Katsuya、Nikawa Takeshi、Teshima-Kondo Shigetada
  • Journal Title: J. Med. Invest. Volume: 64 Issue: 3.4 Pages: 262-265
  • DOI: 10.2152/jmi.64.262
  • NAID: 130006105177
  • ISSN: 1343-1420, 1349-6867
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Capric Acid Up-Regulates UCP3 Expression without PDK4 Induction in Mouse C2C12 Myotubes. (2016)
  • Author(s): Abe T, Hirasaka K, Kohno S, Tomida C, Haruna M, Uchida T, Ohno(Maita) A, Oarada M, Teshima-Kondo S, Okumura Y, Choi I, Aoyama T, Terao J, Nikawa T.
  • Journal Title: J Nutr. Sci. Vitaminol (Tokyo). Volume: 62 Pages: 32-39
• [Journal Article] Structural analysis of the TKB domain of ubiquitin ligase Cbl-b complexed with its small inhibitory peptide, Cblin. (2016)
  • Author(s): Ohno A. Ochi A., Maita N., Ueji. T., Bando A., Nakao R., Hirasaka K., Abe T., Teshima-Kondo S., Nemoto H., Okumura Y., Higashibata A., Yano S., Tochio H., Nikawa T
  • Journal Title: Arch. Biochem. Biophys Volume: 594 Pages: 1-7
  • DOI: 10.1016/j.abb.2016.02.014
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] UCP3 is associated with Hax-1 in mitochondria in the presence of calcium ion. (2016)
  • Author(s): Hirasaka K., Mills E. M., Haruna M., Bando A., Ikeda C., Abe T., Kohno S., Nowinski S. M., Lago C. U., Akagi K., Tochio H., Ohno A., Teshima-Kondo S., Okumura Y., Nikawa T.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun. Volume: 472 Pages: 108-113
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.02.075
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 無重力による廃用性筋萎縮における酸化ストレスの重要性 (2018)
  • Author(s): 内田貴之、木森有希、坂下禎宏、真板綾子、中尾玲子、平坂勝也、東谷篤志、東端晃、小林剛、曽我部正博、武田伸一、二川健
  • Organizer: 第72回日本栄養・食糧学会大会
• [Presentation] 無重力環境におけるミトコンドリアタンパク質Mitofusin2(Mfn2)の役割 (2018)
  • Author(s): 木森有希、二宮みゆき、三木裕加里、小松明生、鉄野文香、内田貴之、中尾玲子、真板綾子、近藤茂忠、曽我部正博、二川健
  • Organizer: 第72回日本栄養・食糧学会大会
• [Presentation] 廃用性筋萎縮を防ぐ高機能米の開発 (2018)
  • Author(s): 二宮みゆき、木森有希、小松明生、鉄野文香、三木裕加里、北畑香菜子、内田貴之、真板綾子、中尾玲子、松井利郎、赤間一仁、二川健
  • Organizer: 第72回日本栄養・食糧学会大会
• [Presentation] 高病原性インフルエンザ感染に関わる宿主酵素MSPLと阻害剤との複合体構造 (2018)
  • Author(s): 真板綾子、真板宣夫、奥村裕司、内田貴之、中尾玲子、岸本幸治、二川健
  • Organizer: 第23回日本病態プロテアーゼ学会学術集会
• [Presentation] 廃用性筋萎縮を抑制するユビキチンリガーゼCbl-bの低分子阻害剤の開発 (2018)
  • Author(s): 小松明生、内田貴之、北畑香菜子、真板綾子、中尾玲子、瀬川圭、武田伸一、二川健
  • Organizer: 日本筋学会第4回学術集会
• [Presentation] 高病原性インフルエンザ感染に関わる宿主酵素MSPLと阻害ペプチドとの複合体構造 (2017)
  • Author(s): 真板 綾子
  • Organizer: 第71回日本栄養・食糧学会
• [Presentation] Ⅱ型膜貫通型セリンプロテアーゼMSPLとペプチド性阻害剤との複合体結晶構造解析 (2016)
  • Author(s): 真板綾子、真板宣夫、奥村裕司、 永野ひかる、次田早希、有田恭平、田畑孝統、平坂勝也、安倍知紀、近藤茂忠、二川健
  • Organizer: 第39回 分子生物学会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜 （神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-12-02
• [Presentation] Calcium-Dependent Interaction between UCP3 and HAX-1 (2016)
  • Author(s): Ohno(Maita) A., Tsugita S., Hirasaka K., Haruna M., Ikeda C., Akagi K., Tochio H., Kondo S., Okumura Y., Nikawa T
  • Organizer: XXIIth ICMRBS
  • Place of Presentation: Kyoto International Coference Center (京都府京都市）
  • Year and Date: 2016-08-21
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 廃用性筋萎縮原因酵素Cbl-bと阻害ペプチドCblinとの複合体結晶構造解析 (2016)
  • Author(s): 真板綾子、真板宣夫、次田早希、安倍知紀、平坂勝也、奥村裕司、 近藤茂忠、二川健
  • Organizer: 病態プロテアーゼ学会
  • Place of Presentation: 千里ライフサイエンスセンター （大阪府豊中市）
  • Year and Date: 2016-08-05
• [Presentation] 高病原性インフルエンザウィルス感染に関わる宿主酵素MSPLとペプチド性阻害剤の複合体結晶構造 (2016)
  • Author(s): 真板綾子、真板宣夫、奥村裕司、永野ひかる、次田早希、有田恭平、坂東亜紀、田畑考統、平坂勝也 、安倍知紀 、 近藤茂忠、二川健
  • Organizer: 第16回蛋白質科学会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場 （福岡県福岡市）
  • Year and Date: 2016-06-09
• [Presentation] UCP3とHax-1の相互作用様式の解明 (2016)
  • Author(s): 次田早希、真板綾子、平坂勝也、赤木謙一、杤尾 豪人、安倍知紀、近藤茂忠 、奥村裕司、二川 健
  • Organizer: 第16回蛋白質科学会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場 （福岡県福岡市）
  • Year and Date: 2016-06-07
• [Presentation] HAX-1とUCP3の相互作用様式の解明 (2015)
  • Author(s): 次田早希 、真板綾子 、平坂勝也 、坂下禎宏 、井田くるみ 、春名真里江 、Floriane Rudwill 、安倍知紀 、近藤茂忠 、奥村裕司 、二川 健
  • Organizer: 第48回 日本栄養・食糧学会 中国・四国支部大会
  • Place of Presentation: 広島女学院大学（広島県・広島市）
  • Year and Date: 2015-11-01
• [Presentation] 「UCP3とHAX-1の相互作用様式の解明」 (2015)
  • Author(s): 次田早希 、平坂勝也 、奥村裕司 、安倍知紀 、真板綾子 、近藤茂忠 、二川 健
  • Organizer: 第20回 日本病態プロテアーゼ学会学術集会
  • Place of Presentation: ANAクラウンプラザホテルグランコート名古屋(愛知県・名古屋市）
  • Year and Date: 2015-08-22