Reactivation of aggregated proteins by the ring-shaped molecular chaperone ClpB

• Project/Area Number: 18770120
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Functional biochemistry
• Research Institution: Konan University
• Principal Investigator: WATANABE Yo-hei Konan University, 理工学部, 講師 (40411839)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥4,050,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2008: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2007: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000); Fiscal Year 2006: ¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000)
• Keywords: 酵素の作用機作と調節 / 分子シャペロン / 凝集体 / 脱凝集 / ClpB / AAA / DnaK / 蛋白質 / ストレス

Research Abstract

分子シャペロンClpBは、他の分子シャペロンDnaKとその補助因子と協力して、変性、凝集したタンパク質を活性のある状態にまで再生することができる。ClpBの結晶構造をもとに変異体解析を行い、ClpBがどのように凝集タンパク質を再生するのかを調べた。
ClpBはNドメイン、AAA1、ミドルドメイン、AAA2、の4つのドメインからなり、リング状の6量体を形成して働く。ClpBは、凝集したタンパク質をほぐす際、そのリングの中央の孔にタンパク質を通す(糸通し)といわれている。まずこの糸通し活性を、脱凝集活性とは区別して検出できる実験系を構築した。また、4つのドメインのうちNドメインはαへリックスに富んだ球状のドメインであるが、ClpBによる変性タンパク質の結合を助けるとともに、それ自身大きく構造変化することによって、脱凝集過程を促進することを見出した。ミドルドメインは棒状のコイルドコイル構造をしており、これがさらに2つの羽のような構造(wing-1,wing-2)に分かれている。今回、ミドルドメインのwing-1、wing-2はそれぞれ脱凝集過程に必須の役割を持っていることを示唆する結果を得た。さらに、Wing-2の動きを蛍光エネルギー移動法(FRET)で検出することに成功した。

Research Products

• [Presentation] 好熱菌DnaK-DnaJ複合体の安定性とシャペロン活性 (2008)
  • Author(s): 水谷正、根本正平、吉田賢右、渡辺洋平
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会、
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2008-12-09
• [Presentation] 分子シャペロンClpBのN末端ドメインの動きはいかにして脱凝集過程を促進するか (2008)
  • Author(s): 水野さやか, 中崎洋介, 吉田賢右, 渡辺洋平
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2008-12-09
• [Presentation] 好熱菌のClpP結合型ClpB変異体 (2008)
  • Author(s): 中崎洋介、寿野良二、吉田賢右、渡辺洋平
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会
• [Presentation] 好熱菌DnaK-DnaJ複合体の安定性とシャペロン活性 (2008)
  • Author(s): 水谷正、根本正平、吉田賢右、渡辺洋平
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会
• [Presentation] 分子シャペロンClpBのN末端ドメインの動きはいかにして脱凝集過程を促進するか (2008)
  • Author(s): 水野さやか、中崎洋介、吉田賢右、渡辺洋平
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会
• [Presentation] 分子シャペロンClpBのN末端ドメインの動きと働き、 (2007)
  • Author(s): 水野さやか、吉田賢右、渡辺洋平
  • Organizer: 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会合同大会
• [Presentation] 分子シャペロンClpBのN末端ドメインの動きと働き (2007)
  • Author(s): 水野さやか
  • Organizer: 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会年会合同大会(ワークショップおよびポスター発表)
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
• [Presentation] 分子シャペロンClpBの機能と構造変化 (2006)
  • Author(s): 渡辺洋平、西浦昌哉、高野美佐、吉田賢右
  • Organizer: 第6回日本蛋白質科学会年会ワークショップ「AAA+タンパク質の高次構造と作用ダイナミクス」