細胞分裂に関連するタンパク質NuMAの動的構造解析と制御機構

• Project Area: Target recognition and expression mechanism of intrinsically disordered protein
• Project/Area Number: 22113515
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 湯澤 聡 (湯沢 聡) 九州大学, 医学研究院, 特任准教授 (40515029)
• Project Period (FY): 2010 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2011: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2010: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
• Keywords: 蛋白質 / 分子認識 / 天然変性蛋白質 / NMR / X線結晶構造解析

Research Abstract

紡錘体の形成と機能を制御するタンパク質のひとつに,NuMA (nuclear mitotic apparatus protein)がある.分裂期のNuMAは紡錘体と細胞表層とに局在する.細胞表層に局在するNuMAはパートナータンパク質LGNとともに,紡錘体極から伸びる微小管を細胞膜へとつなぎ止め,紡錘体を両極へと引っ張る力を制御している.また,LGNには別なパートナー分子Inscucuteable (mInsc)が結合し細胞極性とリンクする.NuMAとmInscのLGN結合領域には相同性は見られないが,両者はともにLGN N末端 TPRモチーフ領域に結合する.我々は,「mInsc-LGN複合体」の結晶構造解析に成功し,mInscとLGNとの相互作用に重要な残基を特定した.LGNのmlnscとの相互作用に関与する残基への変異がNuMAとの相互作用に及ぼす影響を明らかにするため,NuMAとLGN(野生型と変異体型)との相互作用をGST pull-down assayを用いて検討した.その結果,NuMAはmIsncと同様にLGN TPRドメインの凹面と相互作用している可能性が高く,NuMAとmInscとの相互作用様式は互いに異なると結論付けられた.さらに,表面プラズモン共鳴装置Biacoreを利用してLGNに対するNuMAとmInscの結合領域との解離定数Kdを見積ると,LGNとパートナー分子の親和性は,mInscで～2.4 nMでNum～27 nMだった.mInscの存在下ではNuMAとLGNとの相互作用を効果的に阻害したことから,LGN TPRドメインとの相互作用においてmInscとNuMAの間には排他的な関係があり,NuMAに優先してmInscが結合することが判明した.

Research Products

• [Journal Article] Structural basis for interaction between the conserved cell polarity proteins Inscuteable and Leu-Gly-Asn repeat-enriched protein (LGN) (2011)
  • Author(s): Yuzawa S, Kamakura S, Iwakiri, Y, Hayase J, Sumimoto H
  • Journal Title: Proc.Natl.Acad.Sci.USA Volume: 108 Pages: 19210-19215
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A conserved region between the TPR and activation domains of p67^<phox> participates in activation of the phagocyte NADPH oxidase (2010)
  • Author(s): Maehara Y, Miyano K, Yuzawa S, Akimoto R, Takeya R, Sumimoto H.
  • Journal Title: J.Biol.Chem. Volume: 285 Pages: 31435-31445
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 細胞極性関連タンパク質InscuteableとLGNとの複合体のX線結晶構造解析 (2011)
  • Author(s): 湯澤聡, 鎌倉幸子, 岩切優子, 早瀬純也, 住本英樹
  • Organizer: 第34回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2011-12-14