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2013 Fiscal Year Annual Research Report

天然変性タンパク質の動的構造解析

Planned Research

Project AreaTarget recognition and expression mechanism of intrinsically disordered protein
Project/Area Number 21113003
Research InstitutionYokohama City University

Principal Investigator

明石 知子  横浜市立大学, その他の研究科, 准教授 (10280728)

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, その他部局等, 研究員 (00300822)
水口 峰之  富山大学, その他の研究科, 教授 (30332662)
西村 善文  横浜市立大学, その他の研究科, 教授 (70107390)
Project Period (FY) 2009-07-23 – 2014-03-31
Keywords蛋白質 / 生体分子 / NMR / 質量分析 / 天然変性
Research Abstract

・ヒストンH2A/H2B 2量体のテイル部分の挙動の多様性がイオンモビリティ質量分析(IM-MS)で観測される衝突断面積の分布の多様性を生み出していることが MDシミュレーション推測された。そこでテイル部分のアセチル化およびテイル部分の欠損変異体を調製し構造分布への影響を調べた。その結果、荷電状態に関わらず、天然変性領域が、IM-MSでの構造多様性を生み出していることが示唆された。
・天然変性蛋白質PQBP1、スプライシング因子U5-15kD、U5-52KのGYFドメインから成るヘテロ三量体の立体構造をX線構造解析によって決定した。その結果、U5-15kDとU5-52Kは主に水素結合によって結合していることがわかった。また、表面プラズモン共鳴実験により、PQBP1のYxxPxxVLモチーフとU5-52KのGYFドメインが同時にU5-15kDに結合することを示した。
・Sox2 HMGドメインは、37℃で第3ヘリックスを除いてアンフォールドしている。37℃におけるSox2の構造ゆらぎをNMRで解析したところ、第3ヘリックスも過渡的にアンフォールドしていた。またDNAに対する滴定実験では、非特異的なDNA配列と特異的な配列ともに同じような化学シフトの変化が見られ、さらに非特異的なDNA配列を加えると、過渡的に大きく構造変化していた。以上より、Sox2は、特異的なDNAとの結合構造に似た構造で、かつ揺らぎながらDNA上をスライドしているものと考えられる。
・組換えヒストンのH2A/H2B2量体中の構造をNMRとMD計算で解析した。ヌクレオソームコア中の構造と比較ではH2Bの骨格構造は同じであったがH2AのN末とC末のαヘリックスが2量体中では壊れていた。ヒストンシャペロンのヒトNAP1のC末の天然変性状態の酸性ドメインはH2A/H2Bは特異的に結合し、結合に伴ってH2AのN末のαヘリックスの形成が誘導された。またヒトNAP1の酸性ドメインとの相互作用領域がH2A/H2B上に2箇所存在した。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (36 results)

All 2014 2013

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 12 results) Presentation (24 results) (of which Invited: 7 results)

  • [Journal Article] The crystal structure of the active domain of Anopheles anti-platelet protein, a powerful anti-coagulant, in complex with an antibody.2014

    • Author(s)
      Sugiyama, K., Iyori, M., Sawaguchi, A., Akashi, S., Tame, J.R.H., Park, S.-Y., Yoshida, S.
    • Journal Title

      J. Biol. Chem.

      Volume: 289 Pages: 印刷中

    • DOI

      doi: 10.1074/jbc.M114.564526.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mutations in the PQBP1 gene prevent its interaction with the spliceosomal protein U5-15kD.2014

    • Author(s)
      Mizuguchi M, Obita T, Serita T, Kojima R, Nabeshima Y, Okazawa H.
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 5 Pages: 3822

    • DOI

      doi: 10.1038/ncomms4822

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crystallization and preliminary neutron diffraction experiment of human farnesyl pyrophosphate synthase complexed with risedronate.2014

    • Author(s)
      Yokoyama T, Ostermann A, Mizuguchi M, Niimura N, Schrader TE, Tanaka I.
    • Journal Title

      Acta Crystallogr F Struct Biol Commun.

      Volume: 70 Pages: 470-472

    • DOI

      doi: 10.1107/S2053230X14004087.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crystal structures of human transthyretin complexed with glabridin.2014

    • Author(s)
      Yokoyama T, Kosaka Y, Mizuguchi M.
    • Journal Title

      J Med Chem.

      Volume: 57 Pages: 1090-1096

    • DOI

      doi: 10.1021/jm401832j.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Solution Structure of the Ubiquitin-associated (UBA) Domain of Human Autophagy Receptor NBR1 and its Interaction with Ubiquitin and Polyubiquitin.2014

    • Author(s)
      Walinda, E., Morimoto, D., Sugase, K., Konuma, T., Tochio, H., Shirakawa, M.
    • Journal Title

      J. Biol. Chem.

      Volume: 289 Pages: 印刷中

    • DOI

      doi: 10.1074/jbc.M114.555441.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Solid-state NMR spectra of lipid-anchored proteins under magic angle spinning.2014

    • Author(s)
      Nomura, K., Harada, E., Sugase, K., Shimamoto, K.
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. B.

      Volume: 118 Pages: 2405-2413

    • DOI

      doi: 10.1021/jp4124106.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantitative analysis of location- and sequence-dependent deamination by APOBEC3G using real-time NMR spectroscopy.2014

    • Author(s)
      Furukawa, A., Sugase, K., Morishita, R., Nagata, T., Kodaki, T., Takaori-Kondo, A., Ryo, A., Katahira, M.
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed. Engl.

      Volume: 53 Pages: 2349-2352

    • DOI

      doi: 10.1002/anie.201309940.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fast and accurate fitting of relaxation dispersion data using the flexible software package GLOVE.2014

    • Author(s)
      Sugase, K., Konuma, T., Lansing, J.C., Wright, P.E.
    • Journal Title

      J. Biomol. NMR.

      Volume: 56 Pages: 275-283

    • DOI

      doi: 10.1007/s10858-013-9747-5.

    • Peer Reviewed
  • [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.
    • Journal Title

      Anal. Chem.

      Volume: 85 Pages: 4165-4171

    • DOI

      10.1021/ac400395j

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] タンパク質複合体のイオンモビリティ質量分析2013

    • Author(s)
      明石知子、七種和美
    • Journal Title

      エアロゾル研究

      Volume: 28 Pages: 119-124

    • DOI

      doi: 10.11203/jar.28.119

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Conclusive evidence of the reconstituted hexasome proved by native mass spectrometry.2013

    • Author(s)
      Azegami, N., Saikusa K, Todokoro Y, Kurumizaka H, Nagadoi A, Nishimura Y, Akashi S.
    • Journal Title

      Biochemistry

      Volume: 52 Pages: 5155-5157

    • DOI

      doi: 10.1021/bi4005655

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Telomeric repeats act as nucleosome-disfavouring sequences in vivo.2013

    • Author(s)
      Ichikawa Y., Morohashi N., Nishimura Y., Kurumizaka H., Shimizu M.
    • Journal Title

      Nucleic Acids Res.

      Volume: 29 Pages: 1-12

    • DOI

      doi: 10.1093/nar/gkt1006.

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] やわらかいタンパク質のNMR2014

    • Author(s)
      西村善文
    • Organizer
      よこはまNMR構造生物学研究会 第49回ワークショップ 「高磁場NMRの応用」
    • Place of Presentation
      理化学研究所交流棟ホール(神奈川県)
    • Year and Date
      20140320-20140320
  • [Presentation] セグメントラベル法によるタンパク質の重水素化2014

    • Author(s)
      水口峰之
    • Organizer
      平成25年度第2回生物構造学研究会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20140317-20140317
    • Invited
  • [Presentation] 天然変性タンパク質の動的構造解析 -質量分析による解析-2014

    • Author(s)
      明石知子
    • Organizer
      新学術領域研究「天然変性タンパク質の分子認識機構と機能発現」第3回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      九州大学、福岡
    • Year and Date
      20140227-20140228
  • [Presentation] 天然変性タンパク質の現状:クロマチン関連タンパク質の動的認識2014

    • Author(s)
      西村善文
    • Organizer
      新学術領域研究「天然変性タンパク質の分子認識機構と機能発現」第3回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      九州大学医学部百年講堂(福岡県)
    • Year and Date
      20140227-20140228
  • [Presentation] MS と SAXS を組み合わせたタンパク質の解析2014

    • Author(s)
      明石知子
    • Organizer
      SPRUC拡大研究会・SPring-8利用ワークショップ -SPring-8 とユーザーのさらなる連携を目指して-
    • Place of Presentation
      SPring-8、播磨
    • Year and Date
      20140201-20140202
    • Invited
  • [Presentation] N-terminal phosphorylated tail of HP1&alpha behaves like an extended hard acidic string to promote the binding to methylated histone H3K9 tail2013

    • Author(s)
      Ayumi Kawaguchi, Hideaki Shimojo, Jun-ichi Nakayama, Takashi Oda, Mamoru Sato, Yoshifumi Nishimura
    • Organizer
      第36回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド(兵庫県)
    • Year and Date
      20131203-20131206
  • [Presentation] Analysis of protein dynamics in living human cells2013

    • Author(s)
      Kenji Sugase, Erisa Harada, Toshio Takahashi, Shoko Mori
    • Organizer
      第36回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド、神戸
    • Year and Date
      20131203-20131206
  • [Presentation] 天然変性蛋白質PQBP1のセグメント同位体標識2013

    • Author(s)
      水口峰之、鍋島裕子
    • Organizer
      第52回NMR討論会
    • Place of Presentation
      金沢市
    • Year and Date
      20131112-20131114
  • [Presentation] Recognition mode of histone H2A-H2B by the NAP1 flexible acidic string2013

    • Author(s)
      Yoshifumi Nishimura
    • Organizer
      The 5th Asia-Pacific NMR Symposium (The 5th APNMR Symposium) アジア-太平洋NMRシンポジウム
    • Place of Presentation
      Brisbane Convention and Exhibition Centre(オーストラリア・ブリスベン)
    • Year and Date
      20131027-20131031
    • Invited
  • [Presentation] Extracting Information on Protein Dynamics from Crowded NMR Spectra Using Relaxation Dispersion Difference2013

    • Author(s)
      Tsuyoshi Konuma, Erisa Harada, Kenji Sugase
    • Organizer
      5th Asia-Pacific NMR Symposium
    • Place of Presentation
      the Brisbane Convention and Exhibition Centre, Brisbane, Australia
    • Year and Date
      20131027-20131031
  • [Presentation] パターンデザインペプチドライブラリーを用いたPAH1結合天然変性領域配列の設計開発2013

    • Author(s)
      半田雅憲、寺西弘志、西村善文、新井亮一
    • Organizer
      第86回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      20130911-20130913
  • [Presentation] テロメアリピート配列はin vivoでのヌクレオソーム形成を阻害する2013

    • Author(s)
      市川雄一、諸橋伸行、三界博忠、 西村善文、 胡桃坂仁志、清水光弘
    • Organizer
      第86回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      20130911-20130913
  • [Presentation] イオンモビリティ質量分析と分子動力学シミュレーションを用いたヒストン多量体の構造解析2013

    • Author(s)
      七種和美、渕上壮太郎、浅野裕輝、高橋恭平、長土居有隆、立和名博昭、胡桃坂仁志、池口満徳、西村善文、明石知子
    • Organizer
      第61回質量分析総合討論会
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場、つくば
    • Year and Date
      20130910-20130912
  • [Presentation] ヌクレオソームコアの再構成生成物の質量分析2013

    • Author(s)
      畔上奈々子、七種和美、戸所泰人、長土居有隆、胡桃坂仁志、西村善文、明石知子
    • Organizer
      第61回質量分析総合討論会
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場、つくば
    • Year and Date
      20130910-20130912
  • [Presentation] 横浜市大における先端NMR共用施設の高度化と拡充2013

    • Author(s)
      西村善文
    • Organizer
      よこはまNMR構造生物学研究会セミナー「NMR共用プラットフォーム」
    • Place of Presentation
      理化学研究所交流棟ホール(神奈川県)
    • Year and Date
      20130909-20130909
  • [Presentation] 創薬基盤としてのNMR2013

    • Author(s)
      西村善文
    • Organizer
      大阪大学蛋白質研究所セミナー 世界をリードするNMRとその科学技術・社会へのインパクト 文部科学省先端研究基盤共用・プラットフォーム形成事業「NMR共用プラットフォーム」
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府)
    • Year and Date
      20130805-20130806
  • [Presentation] Structural epigenetics on heterochromatin-related proteins2013

    • Author(s)
      Yoshifumi Nishimura
    • Organizer
      Symposium on the Structure and Folding of Disease Related Proteins
    • Place of Presentation
      Structural Research Center for Innovative Drug Development(ソウル国立大学)(ソウル 韓国)
    • Year and Date
      20130704-20130707
    • Invited
  • [Presentation] Mechanism of the distal regulation of substrate binding through intrinsic fluctuation in an enzyme2013

    • Author(s)
      Kenji Sugase
    • Organizer
      The 10th Korea-Japan Bilateral Symposium on Biological NMR
    • Place of Presentation
      Seoul National University, Seoul, Korea
    • Year and Date
      20130704-20130704
    • Invited
  • [Presentation] 構造解析用核内タンパク質等の生産と評価および相関構造解析法のための NMR相互作用による創薬基盤技術の開発2013

    • Author(s)
      西村善文
    • Organizer
      よこはまNMR構造生物学研究会第47回ワークショップ「創薬等プラットフォーム」
    • Place of Presentation
      理化学研究所交流棟ホール(神奈川県)
    • Year and Date
      20130703-20130703
  • [Presentation] 揺らぎが制御するヘム分解酵素反応の遠位効果2013

    • Author(s)
      菅瀬謙治
    • Organizer
      第14回若手NMR研究会
    • Place of Presentation
      京都トラベラーズ・イン、京都
    • Year and Date
      20130630-20130630
    • Invited
  • [Presentation] 神経疾患における天然変性タンパク質の認識と創薬2013

    • Author(s)
      西村善文
    • Organizer
      第13回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      とりぎん文化会館(鳥取県)
    • Year and Date
      20130612-20130614
  • [Presentation] パターンデザインペプチドライブラリーを用いたPAH1結合天然変性領域配列の設計開発2013

    • Author(s)
      半田雅憲、寺西弘志、西村 善文、新井亮一
    • Organizer
      第13回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      とりぎん文化会館(鳥取県)
    • Year and Date
      20130612-20130614
  • [Presentation] Structure of histone H2A/H2B dimer analyzed by ion mobility mass spectrometry and molecular dynamics simulation2013

    • Author(s)
      Kazumi Saikusa, Sotaro Fuchigami, Yuuki Asano, Aritaka Nagadoi, Hiroaki Tachiwana, Hitoshi Kurumizaka, Mitsunori Ikeguchi, Yoshifumi Nishimura, Satoko Akashi
    • Organizer
      The 61st ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics
    • Place of Presentation
      Minneapolis Convention Center, Minneapolis, USA
    • Year and Date
      20130609-20130613
  • [Presentation] タンパク質複合体のイオンモビリティ質量分析 -構造生物学での利用-2013

    • Author(s)
      明石知子
    • Organizer
      第2回イオン移動度研究会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学、大阪
    • Year and Date
      20130518-20130518
    • Invited

URL: 

Published: 2015-05-28  

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