Toll様受容体を介するシグナル伝達経路の構造機能解析

• Project/Area Number: 18770092
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Structural biochemistry
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 杤尾 豪人 Kyoto University, 工学研究科, 准教授 (70336593)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000); Fiscal Year 2007: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000); Fiscal Year 2006: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
• Keywords: 自然免疫 / Toll様受容体 / NMR / 構造生物学

Research Abstract

Toll様受容体及びIL-18受容体に関連するアダプター分子MyD88はTIRドメインとDeathドメインからなる。H18年度に決定したMyD88 TIRドメインの立体構造及び、培養細胞でのレポーターアッセイの結果からMyD88 TIRドメイン中の、TLR4受容体シグナル伝達に必須のアミノ酸残基を同定することができている。本年度は、MyD88 TIRとそれと結合するとされるもう一つのTIRアダプタータンパク質Mal(TIRAP)の間の相互作用を生化学的に精査した。GSTプルダウンアッセイによって、野生型のMyD88TIRとMal TIRが結合することを明らかにした。また、MyD88 TIRの幾つかの残基をアラニン置換したところ、結合が弱くなることを見いだした。これらの残基は、上記のレポーターアッセイでTLR4シグナル伝達が弱まる残基と一致する。さらに、二重置換では一層の相互作用の減弱が見られた。以上のことから、TLR4シグナル伝達には、MyD88 TIRとMal TIRの直接相互作用が必須であることを明らかにした。
また、Mal TIRについて、結晶化用の試料調製を完了し、スクリーニングを開始した。
IL-18シグナル伝達経路は、TLR4経路と同様、MyD88を介することが知られている。上記、MalはMyD88を細胞膜ヘリクルートする"sorting adaptor"であることが知られているが、IL-18系でも同様の"sorting adaptor"の存在が考えられる。生化学的な実験により、TRAMという分子がこの役割を果たしてる可能性があるデータを得た。

Research Products

• [Journal Article] Paramagnetic relaxation-based 19F MRI probe to detect protease activity. (2008)
  • Author(s): Mizukami S, Takikawa R, Sugihara F, Hori Y, Tochio H, Walchli M, Shirakawa M, Kikuchi K.
  • Journal Title: J Am Chem Soc. 130 Pages: 794-5
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Kinetic and thermodynamic evidence for flipping of a methyl-CpG binding domain on (2008)
  • Author(s): Inomata K, Ohki I, Tochio H, Fujiwara K, Hiroaki H, Shirakawa M.
  • Journal Title: Biochemistry 47 Pages: 3266-71
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Magnetic resonance-based visualization of gene expression in mammalian cells using a bacterial polyphosphate kinase reporter gene. (2007)
  • Author(s): Ki S, Sugihara F, Kasahara K, Tochio H, Shirakawa M, Kokubo T
  • Journal Title: Biotechniques 42(2) Pages: 209-215
• [Journal Article] Fine-tuning of protein domain boundary by minimizing potential coiled coil regions (2006)
  • Author(s): Iwaya N, Goda N, Unzai S, Fujiwara K, Tanaka T, Tomii K, Tochio H, Shirakawa M, Hiroaki H
  • Journal Title: J Biomol NMR. 37(1) Pages: 53-63
• [Journal Article] In-cell NMR spectroscopy of proteins inside Xenopus laevis oocytes. (2006)
  • Author(s): Sakai T, Tochio H, Tenno T, Ito Y, Kokubo T, Hiroaki H, Shirakawa M
  • Journal Title: J Biomol NMR. 36(3) Pages: 179-188
• [Journal Article] Heteronuclear multidimensional NMR and homology modelling studies of the C-terminal nucleotide-binding domain of the human mitochondrial ABC transporter ABCB6. (2006)
  • Author(s): Kurashima-Ito K, Ikeya T, Senbongi H, Tochio H, Mikawa T, Shibata T, Ito Y
  • Journal Title: J Biomol NMR. 35(1) Pages: 53-71
• [Journal Article] Crystal structure of SUMO-3-modified thymine-DNA glycosylase. (2006)
  • Author(s): Baba D, Maita N, Jee JG, Uchimura Y, Saitoh H, Sugasawa K, Hanaoka F, Tochio H, Hiroaki H, Shirakawa M
  • Journal Title: J Mol Biol. 359(1) Pages: 137-147
• [Journal Article] A novel magnetic resonance-based method to measure gene expression in living cells. (2006)
  • Author(s): Ki S, Sugihara F, Kasahara K, Tochio H, Okada-Marubayashi A
  • Journal Title: Nucleic Acids Res. 34(6)
• [Presentation] MyD88タンパク立体構造解析による新規シグナル伝達制御分子の開発 (2007)
  • Author(s): 大西秀典 加藤善一郎 李愛蓮 名田匡利 相馬和佳 松井永子 金子英雄 近藤直実 杤尾豪人 白川昌宏
  • Organizer: 日本アレルギー学会秋期学術大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜 ヨコハマグランドインターコンチネンタルホテル
• [Patent(Industrial Property Rights)] 変異導入MyD88蛋白によるTo11様受容体/インターロイキン18シグナルの特異的制御法 (2007)
  • Inventor(s): 近藤直実、加藤善一朗、大西秀典、白川昌宏、杤尾豪人
  • Industrial Property Rights Holder: 国立大学法人岐阜大学、国立大学法人京都大学
  • Industrial Property Number: 2007-200776
  • Filing Date: 2007-08-01