脂質修飾蛋白質の輸送に関わるp24蛋白質複合体の構造基盤の解明

• Project Area: Structural basis of cell-signalling complexes mediating signal perception, transduction and responses
• Project/Area Number: 25121738
• 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: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 長江 雅倫 独立行政法人理化学研究所, 糖鎖構造生物学研究チーム, 研究員 (60619873)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2014: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2013: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 構造生物学 / Ｘ線結晶構造解析 / 結晶構造解析 / 細胞内輸送 / GPIアンカー型蛋白質

Outline of Annual Research Achievements

GPIアンカー型蛋白質は脂質修飾蛋白質の一種で、可溶性蛋白質が糖脂質であるGPIに繋留（アンカー）されるためにこのように呼ばれている。p24ファミリー複合体は、酵母からヒトまで保存された四種類のI型膜貫通蛋白質から構成される蛋白質複合体で、小胞体-ゴルジ体内腔に豊富に存在する。p24ファミリー複合体は、GPIアンカー型蛋白質などの脂質修飾蛋白質に対する特異的な積み荷受容体として、小胞体からゴルジ体への細胞内輸送を担っているが、構造生物学的研究は皆無であり、その全体構造や輸送メカニズムに関する原子レベルの知見は一切得られていない。p24ファミリーはp24alpha, p24beta, p24delta, p24gammaの四種類のサブファミリーから構成され、これらがヘテロ四量体を形成していると考えられている。
本研究はp24ファミリー複合体の分子としての実体を解明することを目的としている。p24ファミリー蛋白質は内腔側に共通のGolgi dynamics (GOLD)ドメインを持つ。まず我々は、GOLDドメインのＸ線結晶構造解析に取り組んだ。そしてp24beta及びp24deltaの結晶構造を得ることができた。また四種類のサブファミリー中のGOLDドメインが複合体形成に及ぼす影響を調べるため、表面プラズモン共鳴法を用いた網羅的な相互作用解析を行い、サブファミリーに依存した相互作用を検出することに成功した。さらに詳細な相互作用部位を特定するために安定同位体標識したGOLDドメインと未標識のGOLDドメインを用いた滴定実験を行い、相互作用部位を決定することができた。現在は、複合体形成が生物活性に与える影響を検討中である。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Structural basis for amyloidogenic peptide recognition by sorLA. (2015)
  • Author(s): Kitago Y, Nagae M, Nakata Z, Yagi-Utsumi M, Takagi-Niidome S, Mihara E, Nogi T, Kato K, Takagi J.
  • Journal Title: Nat Struct Mol Biol. Volume: 22 Issue: 3 Pages: 199-206
  • DOI: 10.1038/nsmb.2954
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A platform of C-type lectin-like receptor CLEC-2 for binding O-glycosylated podoplanin and nonglycosylated rhodocytin (2015)
  • Author(s): Nagae M, Morita-Matsumoto K, Kato M, Kaneko MK, Kato Y, Yamaguchi Y.
  • Journal Title: Structure Volume: 22 Issue: 12 Pages: 1711-1722
  • DOI: 10.1016/j.str.2014.09.009
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] In situ visualization of a glycoform of transferrin: Localization of α2,6-sialylated transferrin in the liver (2015)
  • Author(s): Yuka Matsumoto, Toshie Saito, Kyoka Hoshi, Hiromi Ito, Yoshinobu Kariya, Masamichi Nagae, Yoshiki Yamaguchi, Yoshiaki Hagiwara, Noriaki Kinoshita, Ikuo Wada, Kiyoshi Saito, Takashi Honda and Yasuhiro Hashimoto
  • Journal Title: J. Biochem. Volume: 157(4) Issue: 4 Pages: 211-216
  • DOI: 10.1093/jb/mvu071
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Structural change of N-glycan exposes hydrophobic surface of human transferrin (2014)
  • Author(s): Masamichi Nagae, Kana Morita-Matsumoto, Seisuke Arai, Ikuo Wada, Yuka Matsumoto, Kiyoshi Saito, Yasuhiro Hashimoto and Yoshiki Yamaguchi
  • Journal Title: Glycobiology Volume: 24(8) Issue: 8 Pages: 693-702
  • DOI: 10.1093/glycob/cwu033
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The α-helical region in p24γ2 subunit of p24 protein cargo receptor is pivotal for the recognition and transport of glycosylphosphatidylinositol-anchored proteins. (2014)
  • Author(s): Theiler R, Fujita M, Nagae M, Yamaguchi Y, Maeda Y, Kinoshita T.
  • Journal Title: J Biol Chem. Volume: 289 Issue: 24 Pages: 16835-16843
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.568311
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The alpha helical region of p24γ2 is pivotal for the recognition and transport of glycosylphosphatidylinositol-anchored proteins (2014)
  • Author(s): Romina Theiler, Morihisa Fujita, Masamichi Nagae, Yoshiki Yamaguchi, Yusuke Maeda, and Taroh Kinoshita
  • Journal Title: The Journal of Biological Chemistry Volume: in press
• [Presentation] Atomic details of the glycosylation-dependent and independent ligand interactions of C-type lectin-like receptor-2 (CLEC-2) (2014)
  • Author(s): Masamichi Nagae, Kana Morita-Matsumoto, Masaki Kato, Mika Kaneko, Yukinari Kato and Yoshiki Yamaguchi
  • Organizer: Joint meeting of the Society for Glycobiology (SFG) and the Japanese Society of Carbohydrate Research (JSCR)
  • Place of Presentation: Honolulu, Hawaii, US
  • Year and Date: 2014-11-16 – 2014-11-19
• [Presentation] 血小板凝集因子受容体CLEC-2のリガンド認識機構の結晶学的研究 (2014)
  • Author(s): 長江雅倫、森田加奈、加藤雅樹、金子美華、加藤幸成、山口芳樹
  • Organizer: 日本結晶学会2014年度年会
  • Place of Presentation: 東京都文京区
  • Year and Date: 2014-11-01 – 2014-11-03