Thermodynamics of Multiple Molecular Recognition by Intrinsically Disordered Protein

• Project/Area Number: 23570193
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Biophysics
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: DAIZO Hamada 神戸大学, 医学(系)研究科(研究院), 非常勤講師 (60372132)
• Project Period (FY): 2011 – 2013
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000); Fiscal Year 2013: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2012: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2011: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
• Keywords: 天然変性蛋白質 / 分子認識 / フォールディング / 構造転移 / 腸管出血性大腸菌 / 円二色性 / 蛍光偏光解消 / X線小角散乱 / 揺らぎ / プレモルテングロビュール / 構造選択 / トリプトファン蛍光 / 両親媒性αへリックス / 円偏光二色性 / モルテン・グロビュール / 中間状態

Research Abstract

Proteins produced in biological systems assume well-defined structures to obtain their unique functions. However, there are many intrinsically disordered proteins (IDPs) which are unable to form specific structures by themselves in genomic sequences. IDPs form well-ordered structures upon binding to their specific ligands.
Here, we analysed physicochemical mechanism of ligand binding by EspB, an IDP pathogens from enterohaemorrhagic E. coli. We found that EspB binds to alpha-catenin through the unstable alpha-helical regions formed around G41-E70 in a manner of "Conformational Selection".

Research Products

• [Journal Article] Structural Basis of α-Catenin Recognition by EspB from Enterohaemorrhagic E. coli Based on Hybrid Strategy Using Low-Resolution Structural and Protein Dissection (2013)
  • Author(s): Mitsuhide Hamaguchi
  • Journal Title: PLoS One Volume: 8 Issue: 8 Pages: 71618-71618
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0071618
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular dissection of IZUMO1, a sperm protein essential for sperm-egg fusion (2013)
  • Author(s): Inoue N, Hamada D, Kamikubo H, Hirata K, Kataoka M, Yamamoto M, Ikawa M, Okabe M, Hagihara Y
  • Journal Title: Development Volume: 140(15) Issue: 15 Pages: 3221-3229
  • DOI: 10.1242/dev.094854
  • NAID: 120006957398
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] MIT domain of Vps4 is a Ca^<2+>-dependent phosphoinositide-binding domain (2013)
  • Author(s): Naoko Iwaya, Hirotoshi Takasu, Natsuko Goda, Masahiro Shirakawa, Toshiki Tanaka, Daizo Hamada, Hidekazu Hiroaki
  • Journal Title: The Journal of Biochemistry Volume: 153巻 Issue: 5 Pages: 473-481
  • DOI: 10.1093/jb/mvt012
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Binding of islet amyloid polypeptide to supported lipid bilayers and amyloid aggregation at the membranes (2012)
  • Author(s): Sasahara K, Morigaki K, Okazaki T, Hamada D.
  • Journal Title: Biochemistry Volume: 51 Issue: 35 Pages: 6908-6919
  • DOI: 10.1021/bi300542g
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of Ca^<2+> on microtubule severing enzyme katanin p60 ; insight into the substrate dependent activation mechanism (2012)
  • Author(s): N.Iwaya, et al
  • Journal Title: FEBS J. Volume: 279 Issue: 7 Pages: 1339-1352
  • DOI: 10.1111/j.1742-4658.2012.08528.x
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 免疫グロブリン軽鎖可変ドメインの構造揺らぎと分子病態 (2014)
  • Author(s): 浜田大三
  • Organizer: 第三回岐阜構造生物学・医学・論理的創薬研究会シンポジウム
  • Place of Presentation: 岐阜大学
  • Year and Date: 2014-03-18
• [Presentation] 免疫グロブリン関連アミロイドーシス発症の分子病態学-構造揺らぎの伝播と不安定化 (2014)
  • Author(s): 浜田大三.
  • Organizer: 立命館大学R-GIRO研究プログラム「蛋白質のフォールディングおよびフォールディング病発症機構の解明のための統合研究」セミナー
  • Place of Presentation: 立命館大学草津キャンパス
  • Year and Date: 2014-03-14
• [Presentation] タンパク質構造決定～各手法の強み・留意点 (2014)
  • Author(s): 浜田大三
  • Organizer: 文部科学省「地域イノベーション戦略支援プログラム」関西ライフイノベーション戦略プロジェクト「先進技術活用力養成講座(第一回)構造ベース創薬セミナー」
  • Place of Presentation: 計算科学振興財団
  • Year and Date: 2014-03-07
• [Presentation] 免疫グロブリン関連アミロイドーシス発症における分子病態学 (2014)
  • Author(s): 浜田大三
  • Organizer: 名古屋大学大学院創薬化学研究科(共催理学研究科附属構造生物学研究センター)創薬科学セミナー
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2014-01-30
• [Presentation] 免疫グロブリン関連アミロイドーシス発症における分子病態学 (2014)
  • Author(s): 浜田大三
  • Organizer: 名古屋大学大学院創薬化学研究科（共催 理学研究科附属構造生物学研究センター）創薬科学セミナー
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Invited
• [Presentation] タンパク質構造決定 ～各手法の強み・留意点 (2014)
  • Author(s): 浜田大三
  • Organizer: 文部科学省「地域イノベーション戦略支援プログラム」関西ライフイノベーション戦略プロジェクト「先進技術活用力養成講座（第一回） 構造ベース創薬セミナー」
  • Place of Presentation: 計算科学振興財団
  • Invited
• [Presentation] 免疫グロブリン関連アミロイドーシス発症の分子病態学‐構造揺らぎの伝播と不安定化 (2014)
  • Author(s): 浜田大三
  • Organizer: 立命館大学 R-GIRO研究プログラム「蛋白質のフォールディングおよびフォールディング病発症機構の解明のための統合研究」セミナー
  • Place of Presentation: 立命館大学草津キャンパス
  • Invited
• [Presentation] 免疫グロブリン軽鎖可変ドメインの構造揺らぎと分子病態 (2014)
  • Author(s): 浜田大三
  • Organizer: 第3回岐阜構造生物学・医学・論理的創薬研究会シンポジウム
  • Place of Presentation: 岐阜大学
  • Invited
• [Presentation] Toward understanding the mechanism of cytotoxicity of amyloidogenic variable domain of immunoglobulin light chains (2013)
  • Author(s): Hamada D.
  • Organizer: 第51回日本生物物理学会年会
  • Place of Presentation: 京都国際会議場
  • Year and Date: 2013-10-30
• [Presentation] 腸管出血性大腸菌による中毒発生のメカニズム‐構造生物学的・生化学的アプローチ‐ (2013)
  • Author(s): 浜田大三
  • Organizer: 第35回日本中毒学会総会・学術集会(特別講演)
  • Place of Presentation: 大阪国際交流センター
  • Year and Date: 2013-06-12
• [Presentation] Trp走査及びタンパク質切断による腸管出血性大腸菌因子EspBの標的結合部位の同定 (2013)
  • Author(s): 縄田万里奈, 上久保裕生, 片岡幹雄, 浜田大三
  • Organizer: 第13回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: とりぎん文化会館
  • Year and Date: 2013-06-12
• [Presentation] 免疫グロブリン軽鎖のアミロイド線維形成とフォールディング中間状態の関係 (2013)
  • Author(s): 堤浩祟, 小林祐大, 浜田大三
  • Organizer: 第13回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: とりぎん文化会館
  • Year and Date: 2013-06-12
• [Presentation] タイトジャンクション抑制分解因子LNX1の構造に基いた創薬 (2013)
  • Author(s): 中倉由香子, 天野剛志, 合田名都子, 秋吉由佳里, 鈴木守, 浜田大三, 古瀬幹夫, 廣明秀一
  • Organizer: 第13回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: とりぎん文化会館
  • Year and Date: 2013-06-12
• [Presentation] 免疫グロブリン軽鎖のアミロイド線維形成とフォールディング中間体の関係 (2013)
  • Author(s): 堤浩祟、小林祐大、浜田大三
  • Organizer: 第13回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: とりぎん文化会館
• [Presentation] 腸管出血性大腸菌による中毒発生メカニズム‐構造生物学的・生化学的アプローチ (2013)
  • Author(s): 浜田大三
  • Organizer: 第35回日本中毒学会総会・学術集会
  • Place of Presentation: 大阪国際交流センター
  • Invited
• [Presentation] Toward understanding the mechanism of cytotoxicity of amyloidogenic variable domain of immunoglobulin light chains (2013)
  • Author(s): Daizo Hamada
  • Organizer: 第51回 日本生物物理学会年会
  • Place of Presentation: 京都国際会館
• [Presentation] Identification ofα-catenin binding site in promolten globule type intrinsically disordered protein, EspB from enteroharmorrhagic E. coli (2012)
  • Author(s): Nawata M, Kamikubo H, Kataoka M, Hamada D.
  • Organizer: 新学術領域研究揺らぎと生体機能第6回公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 京都テルサ
  • Year and Date: 2012-12-05
• [Presentation] 内分泌攪乱物質によるプロテインジスルフィドイソメラーゼの構造変化 (2012)
  • Author(s): 奥村正樹, 橋本翔子, 縄田万里奈, 油谷克英, 引間孝明, 浜田大三, 日高雄二, 伊藤廉, 志波公平, 今岡進, 山口宏
  • Organizer: 第12回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場
  • Year and Date: 2012-06-20
• [Presentation] 微小管切断酵素p60-kataninに対するCa^<2+>の効果 (2012)
  • Author(s): 岩谷奈央子, 合田名都子, 天野剛志, 藤原芳江, 浜田大三, 伊倉貞吉, 白川昌宏, 廣明秀一
  • Organizer: 第12回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場
  • Year and Date: 2012-06-20
• [Presentation] Conformational properties of intrinsically less-ordered EspB effector from Enterohaemorrhagic Esherichia coli (2012)
  • Author(s): Hamada D, Hagihara Y, Kamikubo H, Kataoka M.
  • Organizer: The 5th international symposium on "Molecular Science of Fluctuations tward Biological Functions"
  • Place of Presentation: 東大寺文化センター
  • Year and Date: 2012-01-08
• [Presentation] 微小管切断酵素p60-katanin に対するCa2+ の効果 (2012)
  • Author(s): 岩谷奈央子、合田名都子、天野剛志、 藤原芳江、浜田 大三、伊倉貞吉、 白川昌宏、廣明秀一
  • Organizer: 第１２回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場
• [Presentation] 内分泌撹乱物質によるプロテインジスルフィドイソメラーゼの構造変化 (2012)
  • Author(s): 奥村正樹、橋本翔子、縄田万理奈、 油谷克英、引間孝明、浜田大三、 日高雄二、伊藤廉、志波公平、今岡進、 山口宏
  • Organizer: 第１２回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場
• [Presentation] アミロイド前駆体タンパク質の可溶性細胞外領域sAPPαのpH 依存的構造変化 (2012)
  • Author(s): 金村進吾、奥村正樹、油谷克英、 浜田大三、引間孝明、伊藤廉、 前川拓摩、熊坂崇、新延道夫、 山口宏、日高雄二
  • Organizer: 第１２回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場
• [Presentation] Identification of alpha-catenin binding site in premolten globule type intrinsically disordered protein, EspB from enterohaemorrhagic E. coli (2012)
  • Author(s): Marina Nawata, Hironari Kamikubo, Mikio Kataoka, Daizo Hamada
  • Organizer: 新学術領域研究 揺らぎと生体機能 第６回公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 京都テルサ
• [Presentation] 高次蛋白質複合体における分子内構造揺らぎの役割 (2011)
  • Author(s): 浜田大三
  • Organizer: 難治性疾患・統合創薬プロジェクト第8回セミナー
  • Place of Presentation: 立命館大学草津キャンパス
  • Year and Date: 2011-11-28
  • Invited
• [Presentation] 分子内ダイナミクスがもたらす、高次分子間相互作用の制御 (2011)
  • Author(s): 浜田大三
  • Organizer: 日本物理学会2011年秋季大会
  • Place of Presentation: 富山大学五福キャンパス
  • Year and Date: 2011-09-22
• [Presentation] 細胞間接着の制御に関わるLNX1の構造・機能解析 (2011)
  • Author(s): 秋吉由佳里, 合田名都子, 成田宏隆, 鈴木守, 天野剛志, 浜田大三, 藤原芳江, 中川敦史, 古瀬幹夫, 廣明秀一
  • Organizer: 第11回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: ホテル阪急エキスポパーク
  • Year and Date: 2011-06-09
• [Presentation] 細胞間接着の制御に関わるLNX1の構造・機能解析
  • Author(s): 秋吉由佳里、合田名都子、成田宏隆、鈴木守、天野剛志、浜田大三、藤原芳江、中川敦史、古瀬幹夫、廣明秀一
  • Organizer: 第１１回 日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: ホテル阪急エキスポパーク
• [Presentation] 分子内ダイナミクスがもたらす、高次分子間相互作用の制御
  • Author(s): 浜田大三
  • Organizer: 日本物理学会 ２０１１年秋期大会
  • Place of Presentation: 富山大学五福キャンパス
• [Presentation] Conformational properties of intrinsically less-ordered EspB effector from Enterohaemorrhagic Eschericia coli
  • Author(s): Daizo Hamada, Yoshihisa Hagihara, Hironari Kamikubo, Mikio Kataoka
  • Organizer: The 5th international symposium on "Molecular Science of Fluctuations toward Biological Functions"
  • Place of Presentation: 東大寺文化センター
• [Presentation] 高次蛋白質複合体形成における分子内構造揺らぎの役割
  • Author(s): 浜田大三
  • Organizer: 難治性疾患・統合創薬プロジェクト 第８回セミナー(招待講演)
  • Place of Presentation: 立命館大学草津キャンパス
• [Book] Probing dynamic fibril-formation by an integrated microscopic approach (Current Microscopy Contributions to Advances in Science and Technology) (2013)
  • Author(s): Hamada D. 他
  • Publisher: Formatex
• [Book] "Probing dynamic fibril-formation by an integrated microscopic approach" In Current Microscopy Contributions to Advances in Science and Technology (2013)
  • Author(s): Cao, Y., Hamada, D., Kong, Y., Cao, P., Guo, J and Chen, J.
  • Publisher: Formatex
• [Remarks] [医学研究科] 腸管出血性大腸菌O157の病原タンパク質のフレキシブルな構造の詳細を解明
  • URL: http://www.kobe-u.ac.jp/topics/top/t2013_09_10_02.html