光誘起型段階的伸長戦略に基づく分岐ポリユビキチン鎖群の合成と構造機能相関の抽出
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22K14778
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 37010:Bio-related chemistry
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
古畑 隆史 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (50882635)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | ユビキチン / 不均一鎖 / 分岐位置 / 分岐構造制御 / 分岐鎖 / プロテアソーム / ワンポット合成 / ポリユビキチン / 段階的伸長 / 光分解性保護基 |
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| Outline of Research at the Start |
ユビキチンープロテアソーム系における強力な分解誘導因子として、分岐ポリユビキチン鎖 (分岐鎖) が急速に注目を集めている。しかし、分岐点や鎖長、および結合様式 (いずれのリシン残基を介して連結するか) の組み合わせなど、分岐鎖の各構造因子が基質分解の制御に果たす役割は明らかではない。以上から、本研究では、光誘起型段階的伸長戦略により、構造を厳密に制御したポリユビキチン鎖群の効率的創製を試みる。また、得られたポリユビキチン鎖群を用いて、基質分解の制御因子として働く構造要素を抽出し、分岐鎖によるユビキチンープロテアソーム系の制御メカニズムをその立体構造の観点から解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、分岐位置に規定される不均一K48/K63鎖の構造機能相関の抽出に向けて、保護基と光を用いた反応制御による不均一鎖の厳密な構造制御構築法の確立を目指してきた。前年度までに、分岐位置の異なる不均一K48/K63鎖の構築法を確立したため、最終年度では実際に分岐位置と機能の相関抽出を目指し、(1) 酵素による脱ユビキチン化速度の定量解析、(2) ユビキチン認識タンパク質との親和性の系統的評価、(3) プロテアソームによる基質分解誘導能の比較、を試みた。その結果、分岐構造に応じて不均一鎖は、(1) 分岐を持たない均一鎖に比べて脱ユビキチン化酵素による切断が促進されること、(2) シャトル因子との結合が増強されること、(3) プロテアソームによる分解を抑制しうること、を見出した。このことは、従来ユビキチン機能を支配する構造因子として考えられてきた結合様式 (ポリユビキチン鎖においてユビキチン同士が連結しているリシン残基の位置) 以外にも、分岐構造がユビキチン機能の制御子として重要な役割を果たすことを示唆する。また、脱ユビキチン化酵素が特定の分岐構造を選択的に認識・切断していることは、細胞内においても不均一鎖の構造が脱ユビキチン化酵素による編集を受けている可能性を示すものである。以上から本研究は、多機能性な翻訳後修飾としてのポリユビキチンについて、分岐位置という新たな枠組みからその精密な機能制御機構を理解するための足掛かりとなる分子技術、知見を与えるものと考えられる。
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Report
(2 results)
Research Products
(12 results)
