2016 Fiscal Year Research-status Report
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15K06980
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| Research Institution | Hosei University |
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Principal Investigator |
雲財 悟 法政大学, 生命科学部, 准教授 (60336592)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | X線結晶構造解析 / シグナル伝達 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
変異によって精神疾患を発症するリスクが高くなる遺伝子は、「精神疾患リスク遺伝子」と呼ばれる。代表的な精神疾患リスク遺伝 子産物synGAPの機能を、構造生物学の手法(X線結晶構造解析、超遠心分析など)で調べて、精神疾患発症メカニズム解明に貢献する 。SynGAPは脳神経細胞内でRap1bのシグナルON・OFFスイッチ機能をコントロールするという重要な役割を果たしている。両者はどのよ うに結合して機能発揮しているのか、相互作用解析や、SynGAPとRap1bの複合体のX線結晶構造解析などを行って解明する。
Rap1bの結晶構造解析に成功した。GDP結合型Rap1b、そしてGTPのアナログであるGppNHp結合型Rap1bの高分解能結晶構造解析に成功し、基質の違いによってRap1bのタンパク質部分がどのように構造変化するかを詳細に知ることが出来た。この構造変化はRap1b のシグナルON・OFFスイッチ機構そのものである。また、このON構造とOFF構造の間の平衡を調節しているアミノ酸残基を特定することに成功した。実際にこのアミノ酸残基を置換すると、構造変化の平衡をシフトさせることができた。Rap1bをはじめとしたGTPase型タンパク質は、その分子進化の過程でシグナルON・OFFスイッチ機構に関わる最適なアミノ酸残基が選ばれていると考えられる。
Rap1bとSynGAPを混合することでRap1bのGTPase活性が上昇する現象を測定する実験を進めている。SynGAP側の特定のアルギニン残基がRap1bのGTPase活性上昇に重要な役割を果たしていることを確認した。synGAPの特定の箇所のリン酸化修飾によるRap1b活性調節機構について検討している。
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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
RRap1bとsynGAPの複合体結晶構造解析を目指している。Rap1bの高分解能結晶構造解析に成功した。GDP結合型Rap1b、そしてGTPのアナログであるGppNHp結合型Rap1bの高分解能結晶構造解析に成功し、基質の違いによってRap1bのタンパク質部分がどのように構造変化するかを詳細に知ることが出来た。
マラカイトグリーン発色を利用したRap1bのGTPase活性測定系を確立した。Rap1b単独ではGTPase活性は弱いが、SynGAPを混合することによって飛躍的に活性が強くなる。SynGAP中のアミノ酸残基で、特定のアルギニン残基が特に重要な役割を果たしていることを確認した。一方、天然型SynGAPに近い長さを持つ長鎖型SynGAPの調製を試みている。synGAPの特定の領域がリン酸化されることでSynGAPによるRap1b活性機構が調節されることが最近判明したため、グルタミン酸残基やアスパラギン酸残基を疑似リン酸化残基に見立てる手法で、変異型SynGAPの調製を試みている。
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| Strategy for Future Research Activity |
Rap1bとSynGAPの複合体結晶構造解析を目指す。引き続き、Rap1bと安定な結合を示すsynGAPを探索する。発現調製するsynGAPの「長さ」を調整する。また、リン酸化型synGAPの調製 や、疑似リン酸化型synGAPの調製を試みて、Rap1bと安定な結合を示すsynGAPを探索する。良いものが得られ次第、Rap1bとsynGAPの複合体の結晶化スクリーニングを行う。
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| Causes of Carryover |
タンパク質精製行程および結晶化行程に若干の遅れがある。それらに必要な消耗品を次年度に購入する。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
タンパク質精製および結晶化のために必要な消耗品を購入する。
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[Journal Article] Molecular Landscape of the Ribosome Pre-initiation Complex during mRNA Scanning: Structural Role for eIF3c and Its Control by eIF5.2017
Author(s)
Obayashi E, Luna RE, Nagata T, Martin-Marcos P, Hiraishi H, Singh CR, Erzberger JP, Zhang F, Arthanari H, Morris J, Pellarin R, Moore C, Harmon I, Papadopoulos E, Yoshida H, Nasr ML, Unzai S, Thompson B, Aube E, Hustak S, Stengel F, Dagraca E, Ananbandam A, Gao P, Urano T, Hinnebusch AG, Wagner G, Asano K.
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Journal Title
Cell Rep.
Volume: 18(11)
Pages: 2651-2663
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Structural insight into photoactivation of an adenylate cyclase from a photosynthetic cyanobacterium.2016
Author(s)
Ohki M, Sugiyama K, Kawai F, Tanaka H, Nihei Y, Unzai S, Takebe M, Matsunaga S, Adachi S-I, Shibayama N, Zhou Z, Koyama R, Ikegaya Y, Takahashi T, Tame JRH, Iseki M, Park S-Y.
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Journal Title
Proc Natl Acad Sci U S A.
Volume: 113(24)
Pages: 6659-6664
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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