2012 Fiscal Year Annual Research Report
Characterization of structural dynamics of intrinsically disordered proteins
| Project Area | Target recognition and expression mechanism of intrinsically disordered protein |
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| Project/Area Number |
21113003
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| Research Institution | Yokohama City University |
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Principal Investigator |
明石 知子 横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科, 准教授 (10280728)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菅瀬 謙治 公益財団法人サントリー生命科学財団, 生物有機科学研究所, 主席研究員 (00300822)
水口 峰之 富山大学, 大学院医学薬学研究部, 教授 (30332662)
西村 善文 横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科, 教授 (70107390)
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| Project Period (FY) |
2009-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 蛋白質 / 生体分子 / NMR / 質量分析 / 天然変性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
・ヒストンH2A/H2B 2量体、H3/H4 4量体についてイオンモビリティ質量分析で分析し、観測された衝突断面積の分布と構造の多様性との関係について MD simulation で解析した。テイル部分の挙動の多様性が衝突断面積の多様性になっていること、simulation 時の温度で再現できることがわかった。
・天然変性蛋白質PQBP1とスプライシング因子U5-15kDの複合体構造をX線構造解析によって決定した。その結果、PQBP1のC末端側24残基（P238-T261）がU5-15kDに結合し、P248-S259はヘリックス構造を形成していることがわかった。また、ヘリックスのP248-N255はU5-15kDに接触しているが、A256-S259は接触せずに複合体を安定化していることが示された。
・Sox2 HMGドメインは、NMR実験から25℃では構造を持った状態とほどけた状態で構造変化をしているが、37℃ではほぼ全体でほどけていることが分かった。またSAXS実験から、Oct3/4 POUホメオドメインのN端の天然変性領域は、伸びた構造をとっておりfly-casting機構でDNAと結合することが示唆された。また、混みあったスペクトルから緩和分散を出す残基だけを抽出する新規動的構造解析法を完成させた。
・ヒストンH2A/H2B2量体中の二次構造を同定した。ヌクレオソームコア中の構造と比較したところH2AでN末とC末のαへリックスが2量体中では壊れ、N末及びC末の各々30アミノ酸領域が天然変性状態であることを示した。またヒストンシャペロンNAP1の酸性ドメインとの相互作用が強くH2A/H2B上に相互作用部位をマップする事が出来た。ヘテロクロマチン形成因子のChp1のクロモドメインの構造を解析しN末のフレキシブルテイルの構造とncRNAの相互作用様式を解明した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
NMRと質量分析により、単独、遭遇複合体、中間体、特異的複合体等の動的構造を解析し、認識機構の構造的な普遍性を解明することを目指した研究を進めている。これまでに、着実に研究成果が挙げられ、それらは論文および学会で発表されており、研究は概ね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き NMR と質量分析により、真核生物の核内タンパク質を標的とした動的構造解析を行う。来年度は研究期間の最終年度に当たることから、得られる研究成果を次のステップに発展させることを意識して課題研究に取り組み、論文発表をより積極的に行う。
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[Journal Article] Gas-phase structure of the histone multimers characterized by ion mobility mass spectrometry and molecular dynamics simulation2013
Author(s)
Saikusa, K., Fuchigami, S., Takahashi, K., Asano, Y., Nagadoi, A., Tachiwana, H., Kurumizaka, H., Ikeguchi, M., Nishimura, Y., Akashi, S.
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Journal Title
Anal. Chem.
Volume: 85
Pages: 4165-4171
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Characterisation of an intrinsically disordered protein complex of Swi5-Sfr1 by ion mobility mass spectrometry and small-angle X-ray scattering2013
Author(s)
Saikusa, K., Kuwabara, N., Kokabu, Y., Inoue, Y., Sato, M., Iwasaki, H., Shimizu, T., Ikeguchi, M., Akashi, S.
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Journal Title
Analyst
Volume: 138
Pages: 1441-1449
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Structural characterization of a trapped folding intermediate of pyrrolidone carboxyl peptidase from a hyperthermophile2012
Author(s)
Mizuguchi, M., Takeuchi, M., Ohki, S., Nabeshima, Y., Kouno, T., Aizawa, T., Demura, M., Kawano, K., Yutani, K.
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Journal Title
Biochemistry
Volume: 51
Pages: 6089-6096
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Crystal Structures of Penicillin-Binding Protein 3 (PBP3) from Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus in the Apo and Cefotaxime-Bound Forms.2012
Author(s)
Yoshida, H., Kawai, F., Obayashi, E., Akashi, S., Roper, D.I., Tame, J.R., Park, S.Y.
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Journal Title
J. Mol. Biol.
Volume: 423
Pages: 351-364
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Function of homo- and hetero-oligomers of human nucleoplasmin/nucleophosmin family proteins NPM1, NPM2 and NPM3 during sperm chromatin remodeling.2012
Author(s)
Okuwaki, M., Sumi, A., Hisaoka, M., Saotome-Nakamura, A., Akashi, S., Nishimura, Y., Nagata, K.
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Journal Title
Nucleic Acids Res.
Volume: 40
Pages: 4861-4878
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Intrinsic nucleic acid-binding activity of Chp1 chromodomain is required for heterochromatic gene silencing.2012
Author(s)
Ishida, M., Shimojo, H., Hayashi, A., Kawaguchi, R., Ohtani, Y., Uegaki, K., Nishimura, Y., Nakayama, J.
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Journal Title
Mol Cell.
Volume: 47
Pages: 224-241
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] What happens on the histone multimers in the gas phase?2012
Author(s)
Kazumi Saikusa, Sotaro Fuchigami, Kyohei Takahashi, Yuuki Asano, Aritaka Nagadoi, Hiroaki Tachiwana, Hitoshi Kurumizaka, Mitsunori Ikeguchi, Yoshifumi Nishimura, Satoko Akashi
Organizer
19th International Conference on Mass Spectrometry
Place of Presentation
Kyoto International Conference Center, Kyoto
Year and Date
2012-09-16 – 2012-09-21
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