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Development of site-specific labeling method of single-transmembrane receptors

Research Project

Project/Area Number 17K19206
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Biomolecular chemistry and related fields
Research InstitutionYokohama City University

Principal Investigator

Nogi Terukazu  横浜市立大学, 生命医科学研究科, 准教授 (40379102)

Project Period (FY) 2017-06-30 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords1回膜貫通型受容体 / 半合成 / 受容体活性化機構 / コンフォメーション変化 / 1回膜貫通型受容体 / 部位特異的標識導入 / 動物細胞発現系 / ペプチド合成 / 構造生物学
Outline of Final Research Achievements

In this project, we have attempted to develop a novel technique to introduce a site-specific label into single-transmembrane receptors expressed on the cell membrane of higher organisms such as human. The site-specific labeling method will be utilized to detect the conformational change of the single-transmembrane receptor, which is induced from the interactions with extracellular signaling proteins. We have produced extracellular domain fragments of the single-transmembrane receptors with post-translational modifications such as glycosylation and disulfide bonds by using mammalian expression systems. We have tested the ligation between the extracellular domain fragments and peptides and optimized the reaction conditions. Furthermore, we have examined the influence of the solution conditions on the conformational change of the single-transmembrane receptors through the dynamic structural analysis methods.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

生体を構成する細胞は、細胞膜上に受容体タンパク質を配して外的環境からのシグナルを受容し、細胞内へと情報を受け渡す。この細胞表面受容体によるシグナル受容と変換は、分裂、分化、移動などの細胞の運命を決定する出発点とも言える。また変異等による受容体の機能異常は、がんを代表例とする様々な疾患を引き起こす。したがって、本研究で取り組んだ細胞表面受容体によるシグナル伝達の分子機構の解明は、細胞挙動の制御による疾患の治療に向けた新規な創薬戦略の提案にもつなる可能性があるという点において重要な意義をもつ。

Report

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

    (23 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 4 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Application of the NZ-1 Fab as a crystallization chaperone for PA tag-inserted target proteins2019

    • Author(s)
      Tamura Risako、Oi Rika、Akashi Satoko、Kaneko Mika K.、Kato Yukinari、Nogi Terukazu
    • Journal Title

      Protein Science

      Volume: 23 Issue: 4 Pages: 823-836

    • DOI

      10.1002/pro.3580

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Fragile X mental retardation protein regulates accumulation of the active zone protein Munc18-1 in presynapses via local translation in axons during synaptogenesis.2018

    • Author(s)
      Parvin S, Takeda R, Sugiura Y, Neyazaki M, Nogi T, Sasaki Y.
    • Journal Title

      Neurosci Res.

      Volume: S0168-0102 Pages: 30431-0

    • DOI

      10.1016/j.neures.2018.09.013

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] How multi-scale structural biology elucidated context-dependent variability in ectodomain conformation along with the ligand capture and release cycle for LDLR family members.2017

    • Author(s)
      Nogi T
    • Journal Title

      Biophysical Reviews

      Volume: 10 Issue: 2 Pages: 481-492

    • DOI

      10.1007/s12551-017-0362-7

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural basis for ligand capture and release by the endocytic receptor ApoER2.2017

    • Author(s)
      Hirai H, Yasui N, Yamashita K, Tabata S, Yamamoto M, Takagi J, Nogi T
    • Journal Title

      EMBO reports

      Volume: 18 Issue: 6 Pages: 982-999

    • DOI

      10.15252/embr.201643521

    • NAID

      130007420865

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] In vitroとin silicoの融合によるセマフォリン-プレキシンペアの結合特異性決定因子の探索2019

    • Author(s)
      田中 翼、下地 恵令奈、永友 芽里、山根 努、浴本 亨、根谷崎 牧子、大井 里香、池口 満徳、禾 晃和
    • Organizer
      第71回日本細胞生物学会大会 第19回日本蛋白質科学会年会 合同年次大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] SEC-SAXSによるLDLRファミリーのpH依存的な構造変化の検証2019

    • Author(s)
      塩澤 亜希、飯田 麻生、小田 隆、佐藤 衛、禾 晃和
    • Organizer
      第71回日本細胞生物学会大会 第19回日本蛋白質科学会年会 合同年次大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] リガンド結合と解離を調節する1回膜貫通型受容体のpH依存的な構造変化の追跡2019

    • Author(s)
      禾 晃和
    • Organizer
      第71回日本細胞生物学会大会 第19回日本蛋白質科学会年会 合同年次大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Insertion of the PA tag into a target protein and promotion of the crystallization by utilizing the NZ-1 Fab as a crystallization chaperone2019

    • Author(s)
      Risako Tamura, Rika Oi, Satoko Akashi, Mika K. Kaneko, Yukinari Kato, Terukazu Nogi
    • Organizer
      AsCA2019
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      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Exploration of structural determinants of binding selectivity in semaphorin-plexin pairs through hybrid approach of in vitro/in silico analyses2019

    • Author(s)
      Tsubasa Tanaka, Erena Shimoji, Meri Nagatomo, Tsutomu Yamane, Toru Ekimoto, Makiko Neyazaki, Rika Oi, Mitsunori Ikeguchi, Terukazu Nogi
    • Organizer
      AsCA2019
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      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] シグナル分子セマフォリンと受容体プレキシンの結合特異性に関する構造生物学的解析2018

    • Author(s)
      田中翼、永友芽里、根谷崎牧子、大井里香、下地恵令奈、山根努、浴本亨、池口満徳、禾晃和
    • Organizer
      第41回日本分子生物学会年会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 構造情報に基づいたエピトープ挿入部位の最適化による安定な複合体形成2018

    • Author(s)
      田村梨沙子、大井里香、金子美華、加藤幸成、禾晃和
    • Organizer
      日本結晶学会2018年度年会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] セマフォリンとプレキシンが形成する低親和性だが特異的な相互作用2018

    • Author(s)
      禾晃和
    • Organizer
      日本生物物理学会第56回年会
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      2018 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] ApoER2-リーリン複合体の構造から理解するLDLRファミリー受容体におけるリガンド結合と解離2017

    • Author(s)
      禾晃和
    • Organizer
      2017年度生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017)
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 表面プラズモン共鳴法を用いたセマフォリン6DとプレキシンA1の低親和性相互作用の定量化2017

    • Author(s)
      永友芽里、金川櫻、根谷崎牧子、下地恵令奈、池口満徳、禾晃和
    • Organizer
      2017年度生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017)
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 軸索誘導因子セマフォリンと受容体プレキシンにおける結合選択性の分子基盤2017

    • Author(s)
      田中 翼、根谷崎 牧子、大井 里香、三原 恵美子、野田 勝紀、 内山 進、高木 淳一、禾 晃和
    • Organizer
      2017年度生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017)
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 抗体断片との共結晶化に向けた標的タンパク質へのPAタグ挿入部位の探索と最適化2017

    • Author(s)
      田村梨沙子、大井里香、有森貴夫、加藤幸成、高木淳一、禾晃和
    • Organizer
      2017年度生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017)
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 超高親和性タグを内部に挿入した複数回膜貫通型タンパク質の精製法の検討2017

    • Author(s)
      高貫一徳、大井里香、有森貴夫、三宅拓也、檜作洋平、秋山芳展、加藤幸成、高木淳一、禾晃和
    • Organizer
      2017年度生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017)
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] エンドサイトーシス型受容体ApoER2のリガンド結合状態の結晶構造2017

    • Author(s)
      禾晃和
    • Organizer
      第55回日本生物物理学会年会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] ジストログリカノパチー原因遺伝子産物Protein O-Mannosyl Kinase (POMK)の構造生物学的研究2017

    • Author(s)
      長江雅倫、Sushil K. Mishra、根谷崎牧子、大井里香、池田明美、松垣直宏、明石知子、萬谷博、水野真盛、矢木宏和、加藤晃一、千田俊哉、遠藤玉夫、禾晃和、山口芳樹
    • Organizer
      第36回日本糖質学会年会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 神経軸索ガイダンス分子セマフォリンと受容体の相互作用のin silico解析2017

    • Author(s)
      下地恵令奈、山根努、浴本享、禾晃和、池口満徳
    • Organizer
      第17回日本蛋白質科学会年会
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      2017 Research-status Report
  • [Remarks] 横浜市立大学大学院生命医科学研究科構造生物学研究室

    • URL

      http://www.tsurumi.yokohama-cu.ac.jp/xtal-mls/members/nogi/index.html

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      2019 Annual Research Report
  • [Remarks] Terukazu NOGI, Yokohama City University

    • URL

      http://www.tsurumi.yokohama-cu.ac.jp/xtal-mls/members/nogi/index.html

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      2018 Research-status Report
  • [Remarks] Terukazu NOGI / YCU

    • URL

      http://www.tsurumi.yokohama-cu.ac.jp/xtal-mls/members/nogi/index.html

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      2017 Research-status Report

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Published: 2017-07-21   Modified: 2021-02-19  

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