スモ架橋によるマルチスケールのバイオ操作

• Project/Area Number: 20034044
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 斉藤 寿仁 Kumamoto University, 大学院・自然科学研究科, 教授 (50211925)
• Project Period (FY): 2008 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000); Fiscal Year 2009: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000); Fiscal Year 2008: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: タンパク質 / シグナル伝達 / ユビキチン修飾 / SUMO修飾 / 細胞増殖 / 細胞分化

Research Abstract

本研究では、SUMO架橋反応に関わる酵素とその基質タンパク質を操作することで、新機能を有するタンパク質ポリマーをデザイン・合成する技術(SUMOタンパク質操作)、核オルガネラの膜をSUMOにより特異的に修飾し、核の極性化・固定化を行う技術(SUMOオルガネラ操作)、SUMOを用いたタンパク質架橋ベクターの構築とエピジェネティックな遺伝子発現を調節する技術(SUMOエピゲノム操作)の3つのバイオ操作に関する提案を行う。
1、SUMOタンパク質操作:ポリマーの基軸タンパク質の同定と生化学的な解析、ポリマーに有用な物質の探索、あるいはポリマー化反応を大腸菌やその他の宿主細胞で試みた。Rad52をはじめ多くの基質タンパク質のSUMO化を行い、アクセプター領域を同定した。2、SUMOオルガネラ操作:研究代表者らが開発したin situ SUMO架橋修飾を用い、核オルガネラの形状を検出した。特に簡易in situ SUMO化法を開発し、研究発表した。SUMO反応阻害剤の探索も行い、ギンコール酸をはじめ5種類の阻害剤を同定した。3、SUMOエピゲノム操作:SUMOのC末端変異体をアミノ酸20種類をの変異体を含む30種類作製した。di-Glyモチーフの重要性について検証した。AAをはじめ、MetやGluがSUMOのC末端として機能することを明らかにした。

Research Products

• [Journal Article] The p150 subunit of CAF-1 causes association of SUMO2/3 with the DNA replication foci (2010)
  • Author(s): Uwada J., et al.
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications 391 Pages: 407-413
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The putative nuclear localization signal of the human RAD52 protein is a potential sumolyation site (2010)
  • Author(s): Saitoh K., et al.
  • Journal Title: Journal of Biochemistry (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A real-time SUMO-binding assay for the analysis of the SUMO-SIM protein interaction network (2010)
  • Author(s): Tanaka N., Saitoh H.
  • Journal Title: Bioscience, Biotechnology and Biochemistry (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Identification of four SUMO paralogs in the medaka fish, Oryzias latipes, and their classification into two subfamilies (2010)
  • Author(s): Seki D., et al.
  • Journal Title: Biochemical Genetics (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A simple in situ cell-based SUMO ylation assay with potential application to drug-screening (2010)
  • Author(s): Muramatsu M., et al.
  • Journal Title: Bioscience, Biotechnology and Biochemistry (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Kerriamycin B inhibits protein SUMOylation (2009)
  • Author(s): Fukuda, I., et.al.
  • Journal Title: J. Antibiotics (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ginkgolic acid inhibits protein SUMOylation by blocking formation of the El-SUMO intermediate (2009)
  • Author(s): Fukuda, I., et.al.
  • Journal Title: Chemistry & Biology 16 Pages: 133-140
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Strategies for the expression of SUMO-modified target proteins in Escherichia coll (2009)
  • Author(s): Saitoh, H., at.al.
  • Journal Title: Methods in Molecular Biology 497 Pages: 211-221
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structure of the SUMO-interacting motif of MBD1-containing chrom atin-asociated factor 1(MCAF1) bound to SUMO-2 (2008)
  • Author(s): Sekiyama, N., et.al.
  • Journal Title: J. Biol. Chem 283 Pages: 35966-35975
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] キーワード : タンパク質の一生「SUMO化」 (2008)
  • Author(s): 斉藤寿仁
  • Journal Title: 実験医学 : 臨時増刊号 56 Pages: 1089-1089
• [Journal Article] SUMO修飾による核構造モジュレーションと細胞のがん化 (2008)
  • Author(s): 宇和田淳介, et.al.
  • Journal Title: 生体の科学 59 Pages: 352-353
• [Presentation] SUMO/ユビキチン修飾に関わる酵素反応を用いたタンパク質と細胞の機能操作[シンポジウム] (2010)
  • Author(s): 斉藤寿仁
  • Organizer: 日本農芸化学会
  • Place of Presentation: 東京大学
  • Year and Date: 2010-03-30
• [Presentation] SUMO修飾と核膜孔[シンポジウム] (2009)
  • Author(s): 斉藤寿仁, et al.
  • Organizer: 日本生化学会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場
• [Presentation] The SUMO Signaling in the Regulation of Epigenome and Nuclear Functions : SUMO2/3 as a Signal for Protein Degradation? (2008)
  • Author(s): Saitqh, H.
  • Organizer: The 5^<th> International Symposium on the COP9 Signalosome, Proteasome and eIF3
  • Place of Presentation: Yokohama, Japan(Invited)
• [Presentation] Regulation of Nuclear Function by the SUMOSIM Interactions (2008)
  • Author(s): Fujimitsu, Y.
  • Organizer: Cold Spring Harbor Laboratory Meeting on Dynamic Organization of Nuclear Function
  • Place of Presentation: Cold Spring Harbor, New York, USA.
• [Presentation] SUMO修飾によるクロマチンとエピゲノム制御 (2008)
  • Author(s): 斉藤寿仁
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会・第81回日本生化学会合同年会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
• [Presentation] ヒストンH3K9トリメチル化酵素SETDB1とSUMOの相互作用の解析 (2008)
  • Author(s): 田中新菜
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会・第81回日本生化学会合同年会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
• [Presentation] ヒストンHSK9トリメチル化酵素SETDB1とSUMOの相互作用の解析 (2008)
  • Author(s): 田中新菜
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会・第81回日本生化学会合同年会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
• [Presentation] suMo相互作用因子であるRENIファミリータンパク質Nip45のドメイン機能と細胞内局在の解析 (2008)
  • Author(s): 橋口耕太郎
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会・第81回日本生化学会合同年会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
• [Presentation] SUMO修飾とプロテアソーム分解を介在するRING型ユビキチンリガーセRNF4の解析 (2008)
  • Author(s): 笹野貴司
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会・第81回日本生化学会合同年会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
• [Presentation] SUMO修飾とエピゲノム制御 (2008)
  • Author(s): 斉藤寿仁
  • Organizer: 第2回日本エピジェネティクス研究会年会
  • Place of Presentation: 東レ研修センター(三島)
• [Remarks]
  • URL: http://www.sumo-modification.jp/