新しい糖鎖機能の構造学的解明を目指した糖鎖認識Fbox蛋白質のX線結晶構造解析

• Project/Area Number: 16770072
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Structural biochemistry
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 水島 恒裕 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90362269)
• Project Period (FY): 2004 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000); Fiscal Year 2005: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2004: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
• Keywords: ユビキチン / 糖鎖 / 蛋白質分解 / SCFユビキチンリガーゼ / タンパク質分解

Research Abstract

ユビキチン(Ub)-プロテアソーム蛋白質分解経路は生体内において細胞周期の制御や蛋白質の品質管理の役割を担っており、蛋白質を特異的に分解する非常に高度に制御された反応系である。この反応系においてユビキチンチガーゼSCF^<Fbs1>は小胞体内の異常蛋白質の細胞外分泌や細胞内蓄積を防止するためのシステムである小胞体関連分解において、小胞体から細胞質に逆行輸送された折りたたみ異常糖蛋白質を認識し分解シグナルユビキチンを付加する酵素である。
本研究はこれまでに立体構造を決定した糖鎖認識サブユニットFbs1以外の糖鎖認識サブユニットFbs2、FBG3、Fbx30の構造解析を目指し糖鎖認識とその機能の解明を目指したものであり、これらの蛋白質はそれぞれ糖蛋白質の認識特異性や一次構造が異なっている。そして、これまでの研究よりFbs2、FBG3、Fbx30ではFbs1とは異なり基質認識ドメインでの構造解析は蛋白質が不溶性になるなどの問題でうまく行かなかったため、ドメインの構造解析ではなく複合体として共発現させることで精製蛋白質を得た。そして、Skp1-FBG3複合体では複数のカラムクロマトグラフィーにより精製し、さまざまな条件で結晶化を行うことにより結晶が生成した。この結晶を用いたX線回折実験では結晶が小さく質も十分ではなかったため立体構造決定に必要なデータを収集することができなかった。現在、Skp1-FBG3複合体のX線結晶構造解析を目指し結晶化及び精製条件の検討を行っている。

Research Products

• [Journal Article] The Crystal structure of human Atg4b, a processing and de-conjugating enzyme for autophagosome-forming modifiers. (2006)
  • Author(s): Kumanomidou T, Mizushima T, Komatsu M, Suzuki A, Tanida I, Sou YS, Ueno T, Kominami E, Tanaka K, Yamane T
  • Journal Title: Journal of Molecular Biology 355(4) Pages: 612-618
• [Journal Article] 糖鎖ユビキチンリガーゼの立体構造から明らかになった蛋白質分解のための糖鎖の役割 (2005)
  • Author(s): 水島恒裕
  • Journal Title: 日本結晶学会誌 47 Pages: 197-203
• [Journal Article] Structural basis of sugar-recognizing ubiquitin ligase. (2004)
  • Author(s): Mizushima T, Hirao T, Yoshida Y, et al.
  • Journal Title: Nature Structure & Molecular Biology. 11 Pages: 365-370
• [Journal Article] ユビキチンシステムの構造生物学 (2004)
  • Author(s): 水島恒裕
  • Journal Title: 医学のあゆみ 211 Pages: 17-22