Ensemble structure determination using multiple measurement data in solution state
| Project/Area Number |
21K06114
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 43040:Biophysics-related
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
池谷 鉄兵 東京都立大学, 理学研究科, 准教授 (30457840)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | GRB2 / SOS1 / 結合親和性 / multi-state立体構造計算 / タンパク質 / 溶液NMR / in-cell NMR / 構造アンサンブル / NMR / 立体構造決定 / アンサンブル構造 / 常磁性効果 / マルチドメイン蛋白質 / 天然変性蛋白質 |
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| Outline of Research at the Start |
マルチドメイン蛋白質や天然変性蛋白質と言われる，特に柔らかい領域を持つ分子の動態と機能に注目が集まっている．溶液NMRデータは，元々溶液中の分子のアンサンブル情報を含むことから，計測法の改良と，複数状態や確率分布を規定したモデル化により，柔らかな分子の構造を存在確率分布として可視化することが可能である．本課題では，常磁性を用いたNMR計測法や，X線小角散乱法(SAXS)などの他の計測データを統合的に統計解析することで，より自然で，より複雑な蛋白質の構造アンサンブル分布を求め，そこから分子の柔らかさに内在する機能情報を引き出し，構造生命科学の深い理解に繋げることを目標とする．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，NMR滴定実験データから蛋白質間およびアミノ酸残基特異的に結合解離定数や解離速度定数を算出するプログラムを新たに開発し，GRB2-SOS1, Drk-Sos, KRAS-RGL2の相互作用解析に適用した．本手法の特徴は，特に化学シフト変化の回帰とスペクトル全体を推定する2次元線形回帰の両方の機能を有している点にある．また，単純な1:1結合のモデルに加え，two-binding site independent, cooperative binding, conformational selection, induced-fit modelなどの複数のモデルを選択して回帰分析が可能である．これらのモデルの選択にはbootstrap法を用いて評価できる．本手法を用いた解析の結果，GRB2-SOS1およびDrk-Sosの相互作用では，GRB2とDrkの2つのSH3ドメインのうち，N末端側のSH3ドメインがC末端側のものよりSOSのproline rich motif (PRM)とより強く結合することが明らかになった．この結合の違いは解離定数の値で20倍ぐらいの違いがあり，この違いが液液相分離に大きく寄与しているのではないかと推定した．また，SOS1側には10カ所の結合部位があると予想されていたが，解析の結果，それらの結合は一様でなく，かなり差があることが分かった．また，SOS1-PRMのGRB2への結合は，当初推定されていた相互作用部位以外にも影響を及ぼしており，この変化は，GRB2のドメイン配向の変化，もしくは2量体化に影響を与えていると推定した(論文投稿中)．Drk-Sosおよびリン酸化EGFRペプチドとの相互作用解析の成果についても，2報の論文として，学術誌への発表(Int. J. Mol. Sci. 2023)および投稿を行った．
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Report
(3 results)
Research Products
(63 results)
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[Journal Article] Structural insights into the complex of oncogenic KRas4BG12V and Rgl2, a RalA/B activator2023
Author(s)
M. Tariq, T. Ikeya, N. Togashi, L. Fairall, S. Kamei, S. Mayooramurugan, L.R. Abbott, A. Hasan, C. Bueno-Alejo, S. Sukegawa, B. Romartinez-Alonso, M.A.M. Campillo, A.J. Hudson, Y. Ito, J.W.R. Schwabe, C. Dominguez, K. Tanaka
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Journal Title
Life Sci. Alliance
Volume: 7
Issue: 1
Pages: e202302080-e202302080
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Structural and biochemical insights into heterotetramer formation of oncogenic K-Ras4BG12V and Rgl2, a RalA/B activator2023
Author(s)
02.Tariq, M., Ikeya, T., Togashi, N., Fairall, L., Bueno-Alejo, C., Kamei, S., Romartinez-Alonso, B., Campillo, M.A.M., Hudson, A. J., Ito, Y., Schwabe, J.W.R., Dominguez, C. & Tanaka, K.
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Journal Title
bioRxiv
Volume: 1
Pages: 1-56
DOI
Related Report
Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Insight into the C-terminal SH3 domain mediated binding of Drosophila Drk to Sos and Dos2022
Author(s)
Sayeesh P.M., Ikeya, T., Sugasawa, H., Watanabe, R., Mishima, M., Inomata, K., & Ito, Y.
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Journal Title
Biochem. Biophys. Res. Commun.
Volume: 625
Pages: 87-93
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Multi-state structure determination and dynamics analysis reveals a new ubiquitin-recognition mechanism in yeast ubiquitin C-terminal hydrolase2021
Author(s)
T. Ikeya, M. Okada, Y. Tateishi, E. Nojiri, T. Mikawa, S. Rajesh, H. Ogasa, T. Ueda, H. Yagi, T. Kohno, T. Kigawa, I. Shimada, P. Guentert & Yutaka Ito
Organizer
22nd International Society of Magnetic Resonance Conference (ISMAR), the 9th Asia-Pacific NMR (APNMR) Symposium
Related Report
Int'l Joint Research
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