ＯＧＦＯＤ１による翻訳開始因子キナーゼの水酸化

• Project Area: Regulation of signal transduction by post-translational modifications and its pathogenic dysregulation
• Project/Area Number: 23117504
• 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: Fukushima Medical University
• Principal Investigator: 五十嵐 城太郎 福島県立医科大学, 医学部, 准教授 (80375162)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000); Fiscal Year 2012: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2011: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
• Keywords: 結晶構造解析 / ヘム調節インヒビター / 翻訳開始因子キナーゼ / ヘム / 鉄 / 2-オキソグルタル酸 / 酸素 / 水酸化 / 結晶化

Outline of Annual Research Achievements

真核細胞は、鉄不足、低酸素によるストレスを受けたとき，タンパク質合成が低下することが知られている。本研究では，この現象に関与する翻訳開始因子キナーゼHRIを対象として，新規の鉄・酸素センサータンパク質OGFOD1による活性調節機構について、HRIの翻訳後修飾に焦点を当て、分子・細胞レベルでの解析を行う。
1）OGFOD1について，核移行配列を含むN末端部分28残基を短縮した短縮型OGFOD1組換えタンパク質を用いて，結晶構造解析に向けたスクリーニングを行った。その結果，ヒット条件が見つかり，微結晶が得られた。回折データを収集したものの，低分解能のため構造解析は難しく，分解能向上のため結晶化条件の最適化を行っている。
2）OGFOD1の細胞内での動態・局在を調べるために，蛍光タンパク質を融合したOGFOD1を作製し，蛍光顕微鏡を用いた観察を行った。全長型OGFOD1においては，核への局在が観察された。一方，短縮型OGFOD1においては，核局在のみならず細胞質への分布も認められなかった。
3）培養細胞中におけるHRIのユビキチン化修飾を検出するために，プロテアソーム阻害剤bortezomibを用いて解析を行った。bortezomibによりHRIの分解は抑制されるものの，ユビキチン化は観察されていない。
今後，試験管内において，OGFOD1の酵素活性，OGFOD1とHRIとの相互作用について解析を行う予定である。

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。

Research Products

• [Journal Article] ヘムによる翻訳開始因子制御の分子機構 (2012)
  • Author(s): 五十嵐城太郎
  • Journal Title: 福島県立医科大学総合科学教育研究センター紀要 Volume: 1 Pages: 16-21
• [Journal Article] Leu65 in the heme distal side is critical for the stability of the Fe(II)-O_2 complex of YddV, a globin-coupled oxygen sensor diguanylate cyclase (2012)
  • Author(s): 五十嵐城太郎
  • Journal Title: J.Inorg.Biochem. Volume: 108 Pages: 1251-1257
  • DOI: 10.1016/j.jinorgbio.2011.09.019
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hydrogen sulfide stimulates the catalytic activity of a heme-regulated phosphodiesterase from Escherichia coli (Ec DOS) (2012)
  • Author(s): 五十嵐城太郎
  • Journal Title: J.Inorg.Biochem. Volume: 109C Pages: 1251-1257
  • DOI: 10.1016/j.jinorgbio.2012.01.001
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A hydrogen-bonding network formed by the B10-E7-E11 residues of a truncated hemoglobin from Tetrahymena pyriformis is critical for stability of bound oxygen and nitric oxide detoxification (2011)
  • Author(s): 五十嵐城太郎
  • Journal Title: J.Biol.Inorg.Chem. Volume: 16 Issue: 4 Pages: 599-609
  • DOI: 10.1007/s00775-011-0761-3
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Autophosphorylation of heme-regulated eukaryotic initiation factor 2α kinase, HRI, and the role of the modification in catalysis (2011)
  • Author(s): 五十嵐城太郎
  • Journal Title: FEBS J. Volume: 278 Issue: 6 Pages: 918-928
  • DOI: 10.1111/j.1742-4658.2011.08007.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Phosphorylation of a heme-regulated eukaryotic initiation factor 2α kinase enhances the interaction with heat-shock protein 90 and substantially upregulates kinase activity (2011)
  • Author(s): 五十嵐城太郎
  • Journal Title: Protein Pept.Lett. Volume: 18 Pages: 1251-1257
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Identification and functional and spectral characterization of a globin-coupled histidine kinase from Anaeromyxobacter sp.Fw109-5 (2011)
  • Author(s): 五十嵐城太郎
  • Journal Title: J.Biol.Chem. Volume: 286 Issue: 41 Pages: 35522-35534
  • DOI: 10.1074/jbc.m111.274811
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ヘム調節インヒビター（HRI）のヘム・リン酸化による活性制御機構 (2013)
  • Author(s): 五十嵐城太郎
  • Organizer: 第86回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2013-09-11
• [Presentation] イミダゾール結合による酸素センサー酵素Ec DOSの調節機構の解明 (2012)
  • Author(s): 五十嵐城太郎
  • Organizer: 第85回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2012-12-14
• [Presentation] 原生生物Tetrahymena pyriformisにみられるヘモグロビンの構造機能解析 (2011)
  • Author(s): 五十嵐城太郎
  • Organizer: 第84回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2011-09-24
• [Presentation] 原生生物Tetrahymena pyriformisにみられる短縮型ヘモグロビンの立体構造解析 (2011)
  • Author(s): 五十嵐城太郎
  • Organizer: 2011年度福島県生物同好会講演会
  • Place of Presentation: 福島
  • Year and Date: 2011-08-10
• [Book] Gas Sensors : Developments, Efficacy and Safety (2011)
  • Author(s): 五十嵐城太郎
  • Publisher: Nova Science
• [Book] Circadian Rhythms : Biology, Cognition and Disorders (2011)
  • Author(s): 五十嵐城太郎
  • Publisher: Nova Science
• [Remarks] 研究者データベース
  • URL: http://www.fmu.ac.jp/kenkyu/Profiles/45/0004441/profile.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.fmu.ac.jp/kenkyu/Profiles/45/0004441/profile.html