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天然変性タンパク質の過渡的構造形成の制御

Publicly Offered Research

Project AreaMolecular Science of Fluctuations toward Biological Functions
Project/Area Number 23107724
Research Category

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

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

楯 真一  広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (20216998)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2012: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2011: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
KeywordsNMR / 過渡的構造形成 / 基本転写因子 / 酵母 / タンパク質構造 / 構造ダイナミックス
Outline of Annual Research Achievements

酵母基本転写因子tfa2(TFIIE)のbeta-サブユニット(tfa2b)が溶液中で過渡的構造形成する現象についてNMRにより解析した.NOEを用いた解析では,tfa2bタンパク質が3つのヘリックス構造を形成することを明らかにしたが,さらに,その存在率について主鎖化学シフトに基づく解析を行った.解析の結果,構造形成状態の存在率は10%程度であり,観測された構造が過渡的に形成される不安定な構造であることを確認した.真空紫外CDでの解析でも同様な結果を得た.さらに過渡的構造形成機構を解明するために,3つのヘリックス構造の中心に位置するTrpをAlaに置換する変異を導入したところ,第1ヘリックスの構造形成のみが阻害された.また,このTrp変異体は,tfa2bのホモ2量体構造形成をも阻害した.以上の観測から,tfa2bがもつ3つのヘリックス構造は過渡的に形成されるが,それぞれのヘリックスは独立に構造形成していると考えることができる.一方,第1ヘリックスに関しては,ホモ2量体形成に伴ってヘリックス構造が誘導されると考えられる.このことは第一ヘリックスがアミノ酸配列上coiled-coil構造を形成する性質を示すことと対応している.また,13C/15N-filtered NOEの実験から,ホモ2量体ではサブユニット間で上記のトリプトファン残基どうしのNOEが観測されており,このトリプトファンを介して2量体構造が作られていると考えられる.
私達のこれまでの研究から,tfa2bはホモ二量体形成能を失うと転写因子Gal11との相互作用が失われることを明らかにしている.今回の研究から,基本転写因子tfa2bは,過渡的な構造形成を介して転写因子をリクルートする特徴的な機構が明らかになった.

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (35 results)

All 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (26 results) (of which Invited: 6 results) Book (1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Preferential domain orientation of HMGB2 determined by the weak intramolecular interactions mediated by the interdomain linker2013

    • Author(s)
      J. Uewaki, H. Kamikubo, J. Kurita, N. Hiroguchi, H. Moriuchi, M. Yoshida, M. Kataoka, N. U.-Tate, S. Tate
    • Journal Title

      Chem.Phys

      Volume: 419 Pages: 212

    • DOI

      10.1016/j.chemphys.2013.02.004

    • Related Report
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Phosphorylation-coupled intramolecular dynamics of unstructured regions in chromatin remodeler FACT2013

    • Author(s)
      Hashimoto,M.
    • Journal Title

      Biophys. J.

      Volume: in press

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural implication for the impaired binding of W150A mutant LOX-1 to oxidized low density lipoprotein, OxLDL2012

    • Author(s)
      S.Nakano, M.Sugiliara, R.Yamada, K.Katayanagi, S.Tate
    • Journal Title

      Biochim.et Biophys.Acta.

      Volume: (In press) Issue: 5 Pages: 739-749

    • DOI

      10.1016/j.bbapap.2012.02.003

    • NAID

      120005308231

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pressure dependence of activity and stability of dihydrofolate reductase of the deep-sea bacterium Moritella profunda and Eschericha coli2012

    • Author(s)
      E.Ohmae, C.Murakami, S.Tate, K.Gekko, K.Hata, K.Akasaka, C.Kato
    • Journal Title

      Biochim.et Biophys.Acta.

      Volume: 1824 Issue: 3 Pages: 511-519

    • DOI

      10.1016/j.bbapap.2012.01.001

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  • [Journal Article] Secondary-structure analysis of alcohol-denatured proteins by vacuum-ultraviolet circular dichroism spectroscopy2012

    • Author(s)
      M.Koichi, Y.Sakurada, S.Tate, H.Namatame, M.Taniguchi, K.Gekko
    • Journal Title

      PROTEINS

      Volume: 80 Issue: 1 Pages: 281-293

    • DOI

      10.1002/prot.23206

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  • [Journal Article] The NMR structure of FliK, the trigger for the switch of substrate specificity in the flagellar type III secretion appratus2011

    • Author(s)
      S.Mizuno, H.Amida, N.Kobayashi, S.Aizawa, S.Tate
    • Journal Title

      J.Mol.Biol.

      Volume: 409 Issue: 4 Pages: 558-573

    • DOI

      10.1016/j.jmb.2011.04.008

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  • [Presentation] Gene regulation in the chromatin context seen from the protein structural dynamics point of view2013

    • Author(s)
      Shin-ichi Tate
    • Organizer
      1st International Symposium of the Mathematics on Chromatin Live Dynamics
    • Place of Presentation
      広島
    • Year and Date
      2013-03-15
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  • [Presentation] SRC1によるPPARgのアゴニスト依存的な構造変化の認識2012

    • Author(s)
      橋本愛美
    • Organizer
      第85回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2012-12-14
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  • [Presentation] 酵母の転写因子TFIIEbのC末端領域の構造解析2012

    • Author(s)
      野坂佳加
    • Organizer
      第85回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2012-12-14
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  • [Presentation] 核内受容体タンパク質PPARgの基質依存的構造変化とコアクティベーター認識機構2012

    • Author(s)
      楯 真一
    • Organizer
      第35回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2012-12-12
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  • [Presentation] NMRによるタンパク質構造揺動の検出―タンパク質分子の動的構造と機能の相関解明にむけて2012

    • Author(s)
      楯 真一
    • Organizer
      日本化学会西日本大会
    • Place of Presentation
      佐賀
    • Year and Date
      2012-11-11
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  • [Presentation] Functional modulation of protein through the change in its structure dynamics2012

    • Author(s)
      Tate,S.
    • Organizer
      第51回NMR討論会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2012-11-08
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  • [Presentation] タンパク質リンカー変異を用いた残基特異的化学シフト異方性テンソル決定技術2012

    • Author(s)
      玉利 裕
    • Organizer
      第51回NMR討論会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2012-11-08
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] タンパク質構造の「揺らぎ」と「機能」の相関2012

    • Author(s)
      楯 真一
    • Organizer
      広島大学・数理分子生命理学専攻 第4回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      広島
    • Year and Date
      2012-09-06
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    • Invited
  • [Presentation] Functionally detuning motion for the hydride transfer step, which is intrinsically encoded in the active loop dynamics of dihydrofolate reductase, DHFR2012

    • Author(s)
      Tate,S.
    • Organizer
      Euromar 2012
    • Place of Presentation
      Dublin, Ireland
    • Year and Date
      2012-07-01
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    • Invited
  • [Presentation] 天然変性領域の多重リン酸化を利用したFACTの動的機能調節2012

    • Author(s)
      橋本愛美
    • Organizer
      第12回 日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2012-06-20
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  • [Presentation] アミノ酸変異によるタンパク質構造揺らぎの変化と機能変調の相関2012

    • Author(s)
      楯 真一
    • Organizer
      日本生物理学会第4回中国四国支部大会
    • Place of Presentation
      山口
    • Year and Date
      2012-06-02
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 動的平衡を利用したタンパク質のDNA認識過程のNMR解析2012

    • Author(s)
      竹内 彩
    • Organizer
      日本生物理学会第4回中国四国支部大会
    • Place of Presentation
      山口
    • Year and Date
      2012-06-02
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  • [Presentation] ジヒドロ葉酸還元酵素42位変異体の酵素機能に対する塩の効果2012

    • Author(s)
      宮下由里奈
    • Organizer
      日本生物理学会第4回中国四国支部大会
    • Place of Presentation
      山口
    • Year and Date
      2012-06-02
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  • [Presentation] タンパク質構造の揺らぎによる機能制御機構-NMRより明らかになったmsec時間域の構造揺らぎの役割2012

    • Author(s)
      楯 真一
    • Organizer
      スーパコンピューター「京」と生命科学
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2012-06-01
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  • [Presentation] TAL effectorの結晶構造から明らかになったDNA認識機構-TALENデザインに向けた溶液構造解析の必要性2012

    • Author(s)
      楯真一
    • Organizer
      第1回ゲノム編集研究会
    • Place of Presentation
      広島(招待講演)
    • Year and Date
      2012-02-28
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  • [Presentation] NMRを用いた新しい膜タンパク質構造研究のアプローチ-KcsAの構造機能解析を目指して2012

    • Author(s)
      楯真一
    • Organizer
      特定領域研究高次系分子科学ミニシンポジウムイオンチャネル研究の現状とこれからについて考える
    • Place of Presentation
      大阪(招待講演)
    • Year and Date
      2012-01-24
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  • [Presentation] Domain orientation dynamics revealed by alignment induced TROSY shift changes2011

    • Author(s)
      Shin-ichi Tate, Jun-ichi Uewaki, Naoko Utsunomiya-Tate
    • Organizer
      ISNMR 2011
    • Place of Presentation
      Yokohama, Japan
    • Year and Date
      2011-11-17
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  • [Presentation] Protein structural dynamics modulation induced by a mutation to flexible loop2011

    • Author(s)
      Shin-ichi Tate
    • Organizer
      日本生物物理学会第49回年会
    • Place of Presentation
      兵庫(招待講演)
    • Year and Date
      2011-11-16
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Prepared domain orientation of tandem HMG boxes defined by the inter-domain linker in HMGB22011

    • Author(s)
      Jun-ichi Uewaki, Jun-ichi Kurita, Naoko-Utsunomiya Tate, Shin-ichi Tate
    • Organizer
      日本生物物理学会第49回年会
    • Place of Presentation
      兵庫
    • Year and Date
      2011-11-16
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] CH-π相互作用が規定するタンパク質の動的平衡構造2011

    • Author(s)
      上脇隼一, 楯直子, 楯真一
    • Organizer
      2011年日本化学会西日本大会
    • Place of Presentation
      兵庫
    • Year and Date
      2011-11-12
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  • [Presentation] DNA結合により誘導されるタンパク質のドメイン配向変化の定量的観測2011

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      竹内彩, 上脇隼一, 楯真一
    • Organizer
      2011年日本化学会西日本大会
    • Place of Presentation
      兵庫
    • Year and Date
      2011-11-12
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  • [Presentation] タンパク質の内部運動性と機能制御2011

    • Author(s)
      楯真一
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      「理論と実験」研究会2011
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      広島(招待講演)
    • Year and Date
      2011-10-07
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  • [Presentation] Functional regulation through phosphorylation to acidic intrinsically disordered region in FACT as a chromatin remodeling factor2011

    • Author(s)
      S.Tate
    • Organizer
      Annual meeting of Protein Science Japan, co-sponsored Asia Pacific Protein Association
    • Place of Presentation
      Osaka, Japan(招待講演)
    • Year and Date
      2011-06-07
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  • [Presentation] Determination of the alignment tensor of protein by orientation induced TROSY shift changes2011

    • Author(s)
      Shin-ichi Tate
    • Organizer
      Gordon Research Conference Computational Aspects-Biomolecular NMR
    • Place of Presentation
      Lucca, Italy
    • Year and Date
      2011-05-25
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  • [Presentation] クロマチンリモデリングタンパク質のリン酸化による機能制御機構の解明2011

    • Author(s)
      橋本愛美, 松井理恵子, 上脇隼一, 津中康央, 森川耿右, 楯真一
    • Organizer
      第52回日本生化学会中国四国支部例会
    • Place of Presentation
      広島
    • Year and Date
      2011-05-24
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 酸化LDL受容体タンパク質LOX-1の基質認識機構の解明2011

    • Author(s)
      杉原守, 山田梨紗都, 編田宏一, 楯真一
    • Organizer
      日本生物物理学会第3回中国四国支部大会
    • Place of Presentation
      広島
    • Year and Date
      2011-05-15
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Book] Current trends in X-ray crystallography, Cbap.18 "Complementary use of NMR to X-ray crystallography for the analysis of protein morphological change in solution" pp409-436(Chandrasekaran, A ed.)2011

    • Author(s)
      S.Tate, A.Imada, N.Hiroguchi
    • Total Pages
      436
    • Publisher
      InTech
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  • [Remarks] TateLab Home

    • URL

      http://www.mls.sci.hiroshima-u.ac.jp/biophys/index.html

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 酸化LDL受容体に作用するリポソーム2012

    • Inventor(s)
      町田幸子、倉持みゆき、楯真一、山田梨紗都
    • Industrial Property Rights Holder
      町田幸子、倉持みゆき、楯真一、山田梨紗都
    • Industrial Property Number
      2012-072404
    • Filing Date
      2012-03-27
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

URL: 

Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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