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Structural basis for Wnt signaling regulation by dynamic heterooligomer

Research Project

Project/Area Number 16K07262
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Structural biochemistry
Research InstitutionGunma University

Principal Investigator

Terawaki Shin-ichi  群馬大学, 大学院理工学府, 助教 (10452533)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
KeywordsWntシグナル伝達 / 動的オリゴマー形成 / X線結晶解析 / 蛍光共鳴エネルギー移動 / Wntシグナル / DIXドメイン / X線結晶構造解析 / 蛍光エネルギー共鳴移動 / 動的ヘテロオリゴマー
Outline of Final Research Achievements

Wnt signaling pathway plays an important role in determination for cell fate, such as embryonic development. The cytoplasmic signaling proteins, Axin, Coiled-coil-DIX1 (Ccd1), and Dvl form the platform for cytoplasmic signal transduction by making the dynamic oligomer through the homotypic and heterotypic interaction. In this study, we determined the crystal structure of Axin-Ccd1 heteroligomer forming the DIX domains conserved at both proteins. The structure of Axin-Ccd1 heterooligomer revealed the detail of the heterotypic interaction between the DIX domains and the rearrangement of the Axin homooligomer induced by the Ccd1-binding. The fluorescence resonance energy transfer measurement and mutation study indicated that Ccd1 induces the rearrangement of Axin homooligmer in solution by the heterotypic interaction. These findings suggest the requirement investigating the relationship between the rearrangement of Axin homooligomer and the regulatory mechanism for Wnt signaling.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

Wntシグナル伝達経路は、構成するタンパク質の機能異常が、細胞のがん化や精神性疾患、糖尿病、骨・軟骨性疾患に関係することが臨床研究から報告されているため、本研究の成果は、創薬に応用することができる。動的オリゴマー形成を介するシグナル伝達制御は、Wnt経路に特異的な分子機構であるため、その制御の仕組みを理解することで、がんや精神性疾患などに対する副作用の少ない薬剤開発が可能になることが期待できる。

Report

(4 results)
  • 2019 Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (20 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] In-frame Val 216 -Ser 217 deletion of KIT in mild piebaldism causes aberrant secretion and SCF response2018

    • Author(s)
      Hattori Mai、Ishikawa Osamu、Oikawa Daisuke、Amano Hiroo、Yasuda Masahito、Kaira Kyoichi、Ishida-Yamamoto Akemi、Nakano Hajime、Sawamura Daisuke、Terawaki Shin-ichi、Wakamatsu Kaori、Tokunaga Fuminori、Shimizu Akira
    • Journal Title

      Journal of Dermatological Science

      Volume: 91 Issue: 1 Pages: 35-42

    • DOI

      10.1016/j.jdermsci.2018.03.012

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    • Author(s)
      K. Yamanishi, Y. Sin, S. Terawaki, Y. Higuchi and N. Shibata
    • Journal Title

      Acta Crystallogr. Section F

      Volume: 75 Issue: 2 Pages: 116-122

    • DOI

      10.1107/s2053230x18018290

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  • [Journal Article] Structural basis for Ccd1 auto-inhibition in the Wnt pathway through homomerization of the DIX domain2017

    • Author(s)
      Terawaki Shin-ichi、Fujita Shohei、Katsutani Takuya、Shiomi Kensuke、Keino-Masu Kazuko、Masu Masayuki、Wakamatsu Kaori、Shibata Naoki、Higuchi Yoshiki
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 7 Issue: 1 Pages: 7739-7739

    • DOI

      10.1038/s41598-017-08019-5

    • NAID

      120007128850

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    • Peer Reviewed / Open Access
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    • Author(s)
      寺脇慎一
    • Journal Title

      ファルマシア

      Volume: 52 Pages: 1157-1157

    • NAID

      130005171350

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      寺脇慎一, 石渡拓也, 藤田翔平, 桝正幸, 樋口芳樹, 若松馨
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      日本結晶学会
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      茨城、水戸
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      2016-11-17
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      畑隼弥、寺脇慎一、箱嶋敏雄、若松馨
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    • Organizer
      The 42nd Naito Conference
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      Japan, Sapporo
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      日本生化学会関東支部例会
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      日本、栃木
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      2016-06-11
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      2016-06-11
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  • [Remarks] タンパク質の立体構造に基づく癌治療薬開発

    • URL

      http://www.st.gunma-u.ac.jp/research_topics/chem-bio_terawaki/

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Published: 2016-04-21   Modified: 2021-12-27  

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