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Investigation on functional mechanisms of novel globin proteins under oxidative stress conditions by protein engineering

Research Project

Project/Area Number 26440047
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Functional biochemistry
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

WAKASUGI Keisuke  東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (20322167)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords蛋白質 / ストレス / シグナル伝達 / 生理活性
Outline of Final Research Achievements

Human neuroglobin (Ngb) protects neuronal cells under conditions of oxidative stress. We previously showed that human Ngb acts as a guanine nucleotide dissociation inhibitor (GDI) for the α-subunits of heterotrimeric Gi/o proteins and inhibits the decrease in cAMP concentration, leading to protection against cell death. In the present study, we used an eukaryotic expression vector driving high-level expression of human wild-type Ngb or Ngb mutants that either exhibit or lack GDI activities in human cells. We demonstrated that the GDI activity of human Ngb is tightly correlated with its neuroprotective activity. We further demonstrated that Glu53, Glu60, and Glu118 of human Ngb are crucial for both the neuroprotective activity and interaction with Gαi1. Moreover, we showed that Lys46, Lys70, Arg208, Lys209, and Lys210 residues of Gαi1 are important for binding to human Ngb. We propose a molecular docking model of the complex between human Ngb and Gαi1.

Report

(4 results)
  • 2016 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2015 Research-status Report
  • 2014 Research-status Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2017 2016 2015 2014 Other

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Identification of residues crucial for the interaction between human neuroglobin and the α-subunit of heterotrimeric Gi protein.2016

    • Author(s)
      Takahashi, N., and Wakasugi, K.
    • Journal Title

      Scientific Reports (Nature Publishing Group)

      Volume: 6 Issue: 1 Pages: 24948-24948

    • DOI

      10.1038/srep24948

    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Identification of a residue crucial for the angiostatic activity of human mini tryptophanyl-tRNA synthetase by focusing on its molecular evolution.2016

    • Author(s)
      Nakamoto, T., Miyanokoshi, M., Tanaka, T., and Wakasugi, K.
    • Journal Title

      Scientific Reports (Nature Publishing Group)

      Volume: 6 Issue: 1 Pages: 24750-24750

    • DOI

      10.1038/srep24750

    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A possible role of neuroglobin in the retina after optic nerve injury: a comparative study of zebrafish and mouse retina.2016

    • Author(s)
      Sugitani, K., Koriyama, Y., Ogai, K., Wakasugi, K., and Kato, S.
    • Journal Title

      Adv. Exp. Med. Res.

      Volume: 854 Pages: 671-675

    • DOI

      10.1007/978-3-319-17121-0_89

    • NAID

      120005682638

    • ISBN
      9783319171203, 9783319171210
    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Cystatin C protects neuronal cells against mutant copper-zinc superoxide dismutase-mediated toxicity.2014

    • Author(s)
      WATANABE Seiji, HAYAKAWA Tomoyo, Wakasugi Keisuke, YAMANAKA Koji
    • Journal Title

      Cell Death & Disease

      Volume: 5 Issue: 10 Pages: e1497-e1497

    • DOI

      10.1038/cddis.2014.459

    • Related Report
      2014 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] ニューログロビンの機能解析と蛋白質工学2017

    • Author(s)
      若杉 桂輔、小野塚 渉、高橋 望
    • Organizer
      第17回蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2017-06-20
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 細胞膜透過能をもつキメラニューログロビンは神経突起の伸長を促進する2017

    • Author(s)
      高橋 望、小野塚 渉、渡邊 征爾、若杉 桂輔
    • Organizer
      第17回蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2017-06-20
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 結核菌ヘモグロビンNの細胞膜透過能の発見2017

    • Author(s)
      小野塚 渉、上岡 勇輝、若杉 桂輔
    • Organizer
      第17回蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2017-06-20
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] キメラZHHHニューログロビンは細胞膜を透過し神経突起を伸長させる2017

    • Author(s)
      高橋 望、小野塚 渉、渡邊 征爾、若杉 桂輔
    • Organizer
      第17回東京大学生命科学シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学本郷キャンパス(東京都文京区)
    • Year and Date
      2017-04-15
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 神経保護作用を持つヒトニューログロビンとヘテロ三量体Gi蛋白質αサブユニットとの相互作用に重要なアミノ酸残基の特定2016

    • Author(s)
      高橋望、若杉桂輔
    • Organizer
      第54回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • Year and Date
      2016-11-25
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞膜を透過し神経突起を伸長させる人工蛋白質キメラニューログロビンの機能解析2015

    • Author(s)
      高橋 望、若杉 桂輔
    • Organizer
      第38回 日本分子生物学会年会 第88回 日本生化学会大会 合同年会(BMB2015)
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-12-01
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 魚類ニューログロビンの細胞膜透過におけるヘムの配位状態の影響2015

    • Author(s)
      小野塚 渉、若杉 桂輔
    • Organizer
      第38回 日本分子生物学会年会 第88回 日本生化学会大会 合同年会(BMB2015)
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-12-01
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] ヒトのトリプトファニルtRNA合成酵素による細胞内へのトリプトファン取り込みの調節2015

    • Author(s)
      宮ノ腰 美希、若杉 桂輔
    • Organizer
      第38回 日本分子生物学会年会 第88回 日本生化学会大会 合同年会(BMB2015)
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-12-01
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 分子進化過程に着目したヒト・ミニ・トリプトファニルtRNA合成酵素の血管新生抑制能に重要なアミノ酸残基の特定2015

    • Author(s)
      中本 晃正、田中 智章、宮ノ腰 美希、若杉 桂輔
    • Organizer
      第38回 日本分子生物学会年会 第88回 日本生化学会大会 合同年会(BMB2015)
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-12-01
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] Identification of crucial residues for the angiostatic activity of human mini tryptophanyl-tRNA synthetase2015

    • Author(s)
      Nakamoto, T., Tanaka, T., Miyanokoshi, M., and Wakasugi, K.
    • Organizer
      10th International symposium on aminoacyl-tRNA synthetase (aaRS2015)
    • Place of Presentation
      Barcelona, Spain
    • Year and Date
      2015-10-18
    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 酸化ストレスから細胞を守るニューログロビンのヘテロ三量体G蛋白質αサブユニットとの相互作用部位の特定2015

    • Author(s)
      高橋望、若杉桂輔
    • Organizer
      第15回東京大学生命科学シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学本郷キャンパス(東京都文京区)
    • Year and Date
      2015-06-27
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 生物進化に伴うニューログロビン蛋白質の機能変化2015

    • Author(s)
      若杉 桂輔、高橋 望、小野塚 渉、森田 真人、早川 友世、上岡 勇輝、内田 裕之、渡邊 征爾
    • Organizer
      第40回 生命の起源および進化学会 学術講演会
    • Place of Presentation
      東京理科大学葛飾キャンパス(東京都葛飾区)
    • Year and Date
      2015-03-16 – 2015-03-17
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] Coordinated activation of autophagy and proteolysis inhibition is essential for neuroprotection by cystatin C against mutant SOD-1-mediated toxicity.2014

    • Author(s)
      Watanabe, S., Wakasugi, K., and Yamanaka, K.
    • Organizer
      25th International symposium on ALS/MND
    • Place of Presentation
      Brussels, Belgium
    • Year and Date
      2014-12-05 – 2014-12-07
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 神経細胞保護作用を持つニューログロビンのヘテロ三量体G蛋白質αサブユニットとの相互作用解析2014

    • Author(s)
      高橋望、若杉桂輔
    • Organizer
      第87回 日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館(京都府京都市)
    • Year and Date
      2014-10-15 – 2014-10-18
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 変異SOD1由来の毒性に対するシスタチンCの神経細胞保護機構の解明2014

    • Author(s)
      渡邊征爾、若杉桂輔、山中宏二
    • Organizer
      第37回 日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2014-09-13
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] ヒトのニューログロビンが持つ酸化ストレスに対する神経細胞保護作用の分子制御機構の解明2014

    • Author(s)
      高橋望、渡邊征爾、若杉桂輔
    • Organizer
      第14回 日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      ワークピア横浜 / 横浜産貿易ホール マリネリア(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2014-06-25 – 2014-06-27
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Remarks] 東京大学大学院総合文化研究科広域科学専攻生命環境科学系 若杉桂輔研究室

    • URL

      http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/wakasugilab/

    • Related Report
      2016 Annual Research Report 2015 Research-status Report 2014 Research-status Report

URL: 

Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-22  

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