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ソフトな相互作用からなる、塩濃度に敏感な複合体の溶液構造の解析

Research Project

Project/Area Number 19036027
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionYokohama City University

Principal Investigator

明石 知子  Yokohama City University, 国際総合科学研究科, 准教授 (10280728)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 西村 善文  横浜市立大学, 国際総合科学研究科, 教授 (70107390)
Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥6,500,000)
Fiscal Year 2008: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Fiscal Year 2007: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
Keywords蛋白質 / 生体分子 / 分析科学
Research Abstract

NMRやX線結晶構造解析と羅分析を組み合わせることで、タンパク質複合体の構造機能解析を加速することを目指し、塩濃度により複合体の形成が影響を受ける系について構造解析した。
バクテリアにおいてトリプトファンの生合成を制御するタンパク質TRAP(trp RNA binding attenuamnprotem)とこれに特異的に結合しTRAPの活性を制御するタンパク質Anti-TRAP(AT)の複合体の構造解析をESI-MSで行った。その結果、(1)TRAP(8.4kDa)は塩濃度に依存せずに主に11量体(一部12量体)で存在すること、(2)Ar(5.7kDa)はpH6.8ではモノマー当たり1つのZn^<2+>を抱えて3量体×4の12量体を形成すること、(3)11量体TRAPはRNAと1 : 1で結合することという結晶構造と整合性のある結果が得られた。ところがTRAP-AT複合体では、結晶構造は12量体TRAP+6×AT3量体が示されているのに対し、500mMという高い酢酸アンモニウム濃度でのESI-MSでは、溶液においては異なるストイキオメトリーをもつ少なくとも4種類のTRAP-AT複合体(11量体TRAP+(3〜5)×AT3量体および12量体TRAP+6×AT3量体)が存在することが示された。このことは、生体内ではさまざまなストイキオメトリーをもつヘテロな状態であっても、X線結晶構造解析の結晶化の過程では対象性がよい構造の複合体のみが選別・結晶化されてしまうのに対し、ESI-MSでは溶液における複合体に関する情報を得ることができ、構造研究においてESI-MSの利用はきわめて有用であることが明らかにされた(Tameらとの共同研究)。
再構成したヒストンダイマー、テトラマーについて、形成される多量体は塩濃度依存的に量比が変わることをESI-MSで解析した。

Report

(2 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2009 2008 2007

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 11 results) Presentation (6 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] RNA and protein complexes of TRAP characterized by mass spectrometry2009

    • Author(s)
      S. Akashi, M. Watanabe, J.G. Heddle, S. Unzai, S.Y. Park, J.R.H. Tame
    • Journal Title

      Anal. Chem 81

      Pages: 2218-2226

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The nature of the TRAP-Anti-TRAP complex2009

    • Author(s)
      M. Watanabe, J.G. Heddle, K. Kikuchi, S. Unzai, S. Akashi, S.Y. Park, J.R.H. Tame
    • Journal Title

      Proc. Nat. Acad. Sci. USA 106

      Pages: 2176-2181

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crystal Structures of the Clock Protein EA4 from the Silkworm Bombyx mori2008

    • Author(s)
      T. Hiraki, N. Shibayama, S. Akashi, Park, S.Y
    • Journal Title

      J. Mol. Biol 377

      Pages: 630-635

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thermal unfolding of proteins probed by laser spray mass spectrometry2008

    • Author(s)
      X. Shi, A. Takamizawa, Y Nishimura, K. Hiraoka, S. Akashi
    • Journal Title

      Rapid Commun. Mass Spectrom 22

      Pages: 1430-1436

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Novel structural and functional mode of a knot essential for RNA binding activity of the Esal presumed chromodomain2008

    • Author(s)
      Shimojo, H., Sano, N., Moriwaki, Y., Okuda, M., Horikoshi, M., Nishimura Y
    • Journal Title

      J. Mol. Biol 378

      Pages: 987-1001

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural insight into the TFIIE-TFIIH interaction : TFIIE and p53 share the binding region on TFIIH2008

    • Author(s)
      M. Okuda, A. Tanaka, M. Satoh, S. Mizuta, M. Takazawa, Y. Ohkuma, Y Nishimura
    • Journal Title

      EMBO J 27

      Pages: 1161-1171

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      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] レーザースプレー質量分析が可能にした生体高分子複合体の結合親和性の定量的な解析2008

    • Author(s)
      明石知子、史向国、高見澤淳、西村善文、平岡賢三
    • Journal Title

      J. Mass Spectrom. Soc. Jpn 22

      Pages: 155-161

    • NAID

      10021086963

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      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural characterization of human general transcription factor TFIIF in solution2008

    • Author(s)
      S.Akashil, S.Nagakura, S.Yamamoto, M.Okuda, Y.Ohkuma, and Y.Nishimura
    • Journal Title

      Protein Sci. 17

      Pages: 389-400

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      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Mass Spectrometric Approach to the Study of DNA-Binding Proteins:The Interaction of Human TRF2 with Telomeric DNA2008

    • Author(s)
      J.B.Sperry, X.Shi, D.L.Rempel, Y.Nishimura, S.Akashi, and M.L.Gross
    • Journal Title

      Biochemistry 47

      Pages: 1797-1807

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      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 難結晶性生体超分子複合体の溶液構造を解析する -様々な手法を駆使して基本転写因子TFIIEの構造を解析-2007

    • Author(s)
      明石 知子
    • Journal Title

      化学と生物 45

      Pages: 86-87

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      2007 Annual Research Report
  • [Journal Article] Denaturation of α-lactalbumin and ubiquitin studied by electrospray and laser spray2007

    • Author(s)
      M.Nakamura, A.Takamizawa, H.Yamada, K.Hiraoka, and S.Akashi
    • Journal Title

      Rapid Commun.Mass Spectrom. 21

      Pages: 1635-1643

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      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dynamic Allostery in the Ring Protein TRAP2007

    • Author(s)
      J.G.Reddle, T.Okajima, D.J.Scott, S.Akashi, S.Y.Park, and J.R.H.Tame
    • Journal Title

      J.Mol.Biol. 371

      Pages: 154-167

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      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Studies of protein-protein and protein-RNA complexes by mass spectrometry2008

    • Author(s)
      Satoko Akashi, Masahiro Watanabe, Jonathan G.Heddle, Satoru Unzai, Sam-Yong Park, Jeremy R.H. Tame
    • Organizer
      XXI Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography(IUCr2008)
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2008-08-29
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] TRAP(trp RNA-binding attenuation protein)とそのRNAおよびanti-TRAPとの複合体の構造解析2008

    • Author(s)
      明石知子、渡邊真宏、Jonathan G. Heddle、雲財悟、朴三用、Jeremy R.H. Tame
    • Organizer
      質量分析総合討論会(2008)
    • Place of Presentation
      つくば
    • Year and Date
      2008-05-15
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      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 構造生物学での質量分析2008

    • Author(s)
      明石 知子
    • Organizer
      日本薬学会第128年回シンポジウム「新領域を切り拓く分析化学-質量分析とクロマトグラフィー」
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(横浜)
    • Year and Date
      2008-03-27
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 共有結合性タンパク質複合体イオンの解離2007

    • Author(s)
      明石 知子
    • Organizer
      日本質量分析学会第53回イオン反応研究会
    • Place of Presentation
      東京大学(東京)
    • Year and Date
      2007-10-13
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] The binding of human telomeric protein TRF2 to DNA as explored bv high resolution PLIMSTEX and novel kinetic modeling2007

    • Author(s)
      J.Sperry, D.L.Rempel, X.Shi, Y.Nishimura, S.Akashi, M.L.Gross
    • Organizer
      The 55th ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics
    • Place of Presentation
      Indiana Convention Center(Indianapolis)
    • Year and Date
      2007-06-05
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒト基本転写因子TFIIFの構造解析2007

    • Author(s)
      永倉 慎二郎、山本 誠司、大熊 芳明、西村 善文、明石 知子
    • Organizer
      第55回質量分析総合討論会(2007)
    • Place of Presentation
      広島国際会議場(広島)
    • Year and Date
      2007-05-16
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Book] 「生命科学のための機器分析実験ハンドブック」第5章2.エレクトロスプレーイオン化質量分析(ESI-MS)?タンパク質複合体の分析2007

    • Author(s)
      明石 知子
    • Publisher
      羊土社
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2018-03-28  

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