Structural basis for auto-inhibition mechanisms of MAP2K

• Project/Area Number: 15K07897
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Physical pharmacy
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: Kinoshita Takayoshi 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (90405340)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: Ｘ線結晶構造解析 / キナーゼ / アロステリック阻害 / MAP2K / MAP2K7 / X線結晶構造解析 / 自己阻害機構 / 自己阻害構造

Outline of Final Research Achievements

High resolution crystal structure was achieved by the protein stabilization and crystallization in the space and depicted two auto-inhibition mechanisms. (1) The n-σ* interaction of Cys218 with Gly145 occluded the ATP site. (2) The C-terminal extension bound to the N-terminal region of the adjacent molecules and worked as a negative regulator. A synthesized C-terminal region peptide moderately attenuated the enzyme activity.

Research Products

• [Int'l Joint Research] Weizmann Institute of Science(イスラエル)
• [Journal Article] High-resolution structure discloses the potential for allosteric regulation of mitogen-activated protein kinase kinase 7 (2017)
  • Author(s): Kinoshita Takayoshi、Hashimoto Takuma、Sogabe Yuri、Fukada Harumi、Matsumoto Takashi、Sawa Masaaki
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. Volume: 493 Issue: 1 Pages: 313-317
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2017.09.025
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A crucial role of Cys218 in configuring an unprecedented form of MAP2K7 (2016)
  • Author(s): Y. Sogabe, T. Hashimoto, T. Matsumoto, Y. Kirii, M. Sawa, T. Kinoshita
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. Volume: 473 Issue: 2 Pages: 476-481
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.03.036
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 5Z-7-oxozeaenol covalently binds to MAP2K7 at Cys218 in an unprecedented manner (2015)
  • Author(s): Yuri Sogabe, Takashi Matsumoto, Takuma Hashimoto, Yasuyuki Kirii, Masaaki Sawa, Takayoshi Kinoshita
  • Journal Title: Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters Volume: 25 Issue: 3 Pages: 593-596
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2014.12.011
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 宇宙実験によるMAP2K7キナーゼの結晶高品質化及びX線構造解析 (2018)
  • Author(s): 木下誉富
  • Organizer: AIST/JAXA研究交流会～産学それぞれの立場から見たタンパク質結晶構造解析への期待～
  • Invited
• [Presentation] MAP2K3の活性測定方法の開発及び結晶化条件の探索 (2017)
  • Author(s): 村川優花、宮園真吾、曽我部祐里、澤匡明、木下誉富
  • Organizer: 第17回日本蛋白質科学会年会
• [Presentation] 自己阻害型MAP2K3のX線結晶構造解析 (2017)
  • Author(s): 村川優花、宮園真吾、曽我部祐里、澤匡明、木下誉富
  • Organizer: 平成29年度日本結晶学会年会
• [Presentation] MAP2K7の安定変異体の取得及び高分解能X線結晶構造解析 (2016)
  • Author(s): 橋本拓磨、曽我部祐里、松本崇、木下誉富
  • Organizer: 日本結晶学会平成28年度年会
  • Place of Presentation: 茨城県立県民文化センター（水戸）
  • Year and Date: 2016-11-17
• [Presentation] 活性化機構の解明を目指した活性型MAP2K6の調製及び結晶化 (2016)
  • Author(s): 宮園真吾、露口正人、橋本拓磨、松本崇、木下誉富
  • Organizer: 日本結晶学会平成28年度年会
  • Place of Presentation: 茨城県立県民文化センター（水戸）
  • Year and Date: 2016-11-17
• [Presentation] 活性型MAP2K6の調製法の確立及び結晶化条件の探索 (2016)
  • Author(s): 宮園真吾、露口正人、橋本拓磨、松本崇、木下誉富
  • Organizer: 第16回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡）
  • Year and Date: 2016-06-07
• [Presentation] Cys218がカギとなるMAP2K7の自己阻害構造 (2015)
  • Author(s): 曽我部祐里、橋本拓磨、松本崇、木下誉富
  • Organizer: 平成27年度日本結晶学会年会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学（大阪府堺市）
  • Year and Date: 2015-10-17
• [Presentation] 分子表面システイン置換によるMAP2K7の安定化と構造要因 (2015)
  • Author(s): 橋本拓磨、曽我部祐里、松本崇、木下誉富
  • Organizer: 平成27年度日本結晶学会年会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学（大阪府堺市）
  • Year and Date: 2015-10-17
• [Presentation] 分子表面システイン置換によるMAP2K7の安定変異体の取得 (2015)
  • Author(s): 橋本拓磨、曽我部祐里、松本崇、木下誉富
  • Organizer: 第15回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: あわぎんホール（徳島市）
  • Year and Date: 2015-06-24
• [Presentation] ヒトMAP2K7の自己阻害構造の解明 (2015)
  • Author(s): 曽我部祐里、橋本拓磨、松本崇、木下誉富
  • Organizer: 第15回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: あわぎんホール（徳島市）
  • Year and Date: 2015-06-24
• [Remarks] 構造生物学分野／木下グループ
  • URL: http://www.b.s.osakafu-u.ac.jp/~kinot/index.html
• [Remarks] 新しい医薬品のデザインにつながる宇宙実験成果を紹介
  • URL: http://iss.jaxa.jp/kiboexp/news/180110_ltpcg.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.b.s.osakafu-u.ac.jp/~kinot/index.html
• [Remarks]
  • URL: http://iss.jaxa.jp/kiboexp/news/160526_pcg4deg.html