毛上皮形成における亜鉛シグナル伝達蛋白質群機能制御カスケードの構造生物学的解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Structural basis of cell-signalling complexes mediating signal perception, transduction and responses |
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| Project/Area Number |
25121704
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
海野 昌喜 茨城大学, 理工学研究科, 教授 (10359549)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2014)
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| Budget Amount *help |
¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2014: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2013: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
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| Keywords | 毛髪 / シトルリン / 基質特異性 / 翻訳後修飾 / 構造変化 / 複合体構造 / X線 / 脱イミノ化 / アイソザイム / PAD |
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| Outline of Annual Research Achievements |
S100A3は、毛髪表層のキューティクル細胞に多量に含まれ、脱イミノ化酵素（peptidylarginine deiminase: 以下PAD）によって、アルギニン残基がシトルリン残基に転換される。ヒトには5種類のPADアイソザイム（PAD1～4, PAD6）が存在し、そのうちのPAD3はヒトキューティクル細胞にのみ多量発現している。PAD3はS100A3のArg51を選択的にシトルリン化する。Arg51がシトルリン化したS100A3はホモ二量体から四量体に構造変化を起こし、その過程でS100A3のCa2+とZn2+に対する親和性が飛躍的に高まる事などが報告されていた。また、同様に毛髪に発現しているPAD1, PAD2は、試験管内では、S100A3の全てのアルギニン（Arg3, Arg22, Arg51, Arg77）をシトルリン化する。前年までの研究の結果、PAD3がPAD4と類似した二量体構造を形成していることが明らかになっていたが、PAD1の結晶構造では、PAD3, PAD4とは異なる二量体を形成しているか、あるいは、単量体で機能しているのではないか、ということが示唆されていた。
本年度は、主に基質結合型のPAD3の構造解析と、基質特異性の異なるPAD1の溶液構造解析を行った。PAD3はC646A変異体が基質を結合することを確かめたが、結晶構造では得られなかった。だが、2.2Å分解能の基質非結合型の構造を得るに至っている。PAD1に関してはX線小角散乱実験で、溶液中では単量体で存在していることを強く示唆する結果を得た。その結果から、二量体の成り立ち方は、基質特異性に影響を与えることを提唱したいが、ごく最近になり、アイソザイムであるPAD2の構造が発表され、我々の説では説明できない結果になっていたため、今後のさらなる研究が必要な状況である。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(24 results)
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[Journal Article] Human S100A3 tetramerization propagates Ca(2+)/Zn(2+) binding states2013
Author(s)
Kizawa, K., Jinbo, Y., Inoue, T., Takahara, H., Unno, M., Heizmann, C. W., Izumi, Y.
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Journal Title
Biochim. Biopys. Acta
Volume: 1833
Issue: 7
Pages: 1712-1719
DOI
Related Report
Peer Reviewed
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[Presentation] Structural biology of peptidylarginine deiminases and their substrate S100A3 protein in human hair cuticle2013
Author(s)
Unno, M., Kizawa, K., Akimoto, M., Kinjo, S., Heizmann, C.W., Takahara, H.
Organizer
Structural Life Science, 7th International Conference on Structural Genomics (ICSG2013-SLS)
Place of Presentation
Sapporo
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