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Structural and dynamical studies of multidomain protein

Publicly Offered Research

Project AreaNovel measurement techniques for visualizing 'live' protein molecules at work
Project/Area Number 17H05888
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Complex systems
Research InstitutionTokyo Metropolitan University

Principal Investigator

三島 正規  首都大学東京, 理学研究科, 准教授 (70346310)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
KeywordsNMR / マルチドメインタンパク質 / vinculin / 常磁性効果 / sortase / SHARP / SAXS / 動的構造解析
Outline of Annual Research Achievements

マルチドメインタンパク質は、しばしば各ドメインが柔軟なリンカーで繋がった構造でフレキシブルであるため、結晶化が容易でなく、X線結晶構造解析が適用できないことも多い。そこで溶液状態で構造解析が可能なNMRを主に用いて、動的な状態も含めた構造解析を行うことを目的に以下の研究、1と2を進めた。
1. ドメイン間の距離情報を取得するため、常磁性効果を用いたNMR解析が必要である。そこでRNA結合タンパク質Nrd1の安定同位体ラベルしたRRM1-2ドメインと、スピンラベルを導入する部分であるRRM3-4ドメインを連結させた。現在までに高活性型のsortaseを用いた反応で約30%程度の収率で連結した生成物を得ることに成功した。スピンラベルについては、常磁性金属を配位させたDOTA-M8を導入した試料の調製に成功した。
2. さらに1000残基以上の巨大なタンパク質であるvinclulinについて、Nrd1同様に、各ドメインに分割してドメイン選択的にラベルした後、それぞれを連結するアプローチを試みた。これにより、巨大タンパク質でも、より容易に動的構造情報が得る手法の確立を目指した。現在までにvincuinタンパク質をそのN端領域である約750残基の部分と、C末端領域の約250残基の重水素化体の調製を行い、それぞれNMR測定に成功した。さらに、これらvinculinの分割された部分どうしを高活性型のsortaseを用いて、低温条件下で連結することに成功し、連結前と連結後ではNMRスペクトルに変化が起こることの確認にも成功した。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Book (1 results)

  • [Int'l Joint Research] ミュンヘン工科大学(ドイツ)

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  • [Journal Article] Structural insights into ubiquitin phosphorylation by PINK12018

    • Author(s)
      Okatsu Kei、Sato Yusuke、Yamano Koji、Matsuda Noriyuki、Negishi Lumi、Takahashi Akiko、Yamagata Atsushi、Goto-Ito Sakurako、Mishima Masaki、Ito Yutaka、Oka Toshihiko、Tanaka Keiji、Fukai Shuya
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 8 Issue: 1 Pages: 10382-10382

    • DOI

      10.1038/s41598-018-28656-8

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Parkinson’s disease-related DJ-1 functions in thiol quality control against aldehyde attack in vitro2017

    • Author(s)
      Matsuda Noriyuki、Kimura Mayumi、Queliconi Bruno Barros、Kojima Waka、Mishima Masaki、Takagi Kenji、Koyano Fumika、Yamano Koji、Mizushima Tsunehiro、Ito Yutaka、Tanaka Keiji
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 7 Issue: 1 Pages: 12816-12816

    • DOI

      10.1038/s41598-017-13146-0

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Chemical shift assignments of the first and second RRMs of Nrd1, a fission yeast MAPK-target RNA binding protein2017

    • Author(s)
      Ayaho KobayashiTeppei KanabaRyosuke SatohYutaka ItoReiko SugiuraMasaki Mishima
    • Journal Title

      Biomolecular NMR Assignments

      Volume: 印刷中 Issue: 2 Pages: 123-126

    • DOI

      10.1007/s12104-017-9731-1

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    • Peer Reviewed
  • [Presentation] NMRを用いたシアノバクテリア由来GAFドメインの構造解析2018

    • Author(s)
      会津貴大、広瀬侑、伊藤隆、三島正規
    • Organizer
      第57回NMR討論会
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  • [Presentation] lncRNA結合タンパク質SHARPの溶液NMRによる構造解析2018

    • Author(s)
      会津貴大, 永井敢, 小林彩保, 伊藤隆, 三島正規
    • Organizer
      第20回日本RNA学会年会
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  • [Presentation] 高活性型sortase Aを用いたマルチドメインタンパク質のドメイン選択的標識2018

    • Author(s)
      会津貴大、永井敢、貴堂晃弘、鈴木拓巳、伊藤隆、三島正規
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会 第13回年会
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  • [Presentation] NMR meets Neutron on the cutting edge2018

    • Author(s)
      三島正規
    • Organizer
      2017年度 第2回 水和ナノ構造研究会
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      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Structural analysis of flexible multi-domain proteins.2017

    • Author(s)
      Masaki Mishima
    • Organizer
      2017 Taiwan-Japan biomedical symposium on magnetic resonance
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 細胞接着に関わるマルチドメインタンパク質vinculinの溶液NMRによる構造解析2017

    • Author(s)
      会津貴大、永井敢、伊藤隆、三島正規
    • Organizer
      2017年度生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017)
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  • [Presentation] ライゲーション反応を用いたマルチドメインタンパク質PKCの構造解析に向けた試み2017

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      貴堂晃弘、工藤工、金場哲平、伊藤隆,三島正規
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      2017年度生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017)
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  • [Presentation] マルチドメインからなるキナーゼの構造解析に供するための試料調製2017

    • Author(s)
      工藤工,貴堂晃弘,金場哲平,前崎綾子,伊藤隆,三島正規
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会 第12回年会
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  • [Presentation] 細胞接着に関わるマルチドメインタンパク質vinculinの溶液NMR法による構造解析2017

    • Author(s)
      会津貴大、永井敢、伊藤隆、三島正規
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会 第12回年会
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      2017 Annual Research Report
  • [Book] 化学結合論2017

    • Author(s)
      橋本健朗、佐藤総一、西長亨、廣田耕志、三島正規
    • Total Pages
      258
    • Publisher
      放送大学教育振興会
    • ISBN
      9784595317460
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2019-12-27  

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