Analyses of the K63-linked polyubiquitination in the ribosome and a new mechanism in stimulation of polyubiquitination

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K14446
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 黒川 裕美子 東京工業大学, 情報生命博士教育院, 特任助教 (10381633)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: ユビキチン / DNA / RNA / K63 / ポリユビキチン / 核酸

Outline of Annual Research Achievements

これまでの解析に引き続いて、K63ユビキチン鎖の形成についてはUbc13/Mms2依存的なin vitroでの解析が順調に進んでいる。昨年度の解析では、核酸がこの反応を促進する条件等を明らかにした。詳細な核酸結合実験の結果、E2酵素であるUbc13/Mms2複合体が直接核酸に結合することが反応促進に重要であることが示唆された。そこで平成２８年度では、Ubc13/Mms2と核酸の結合に着目して解析を行なった。まず、構造データを参考に、核酸との結合に重要な部位の探索を進めた。ドッキング予測プログラムであるZDOCKを用いてUbc13/Mms2複合体と各種核酸（dsRNA, dsDNA, ssDNA）の結合を予測した結果、いずれの核酸もUbc13とMms2のヘテロダイマーを形成するジョイント部分近傍へのドッキングが予測された。これまでのin vitro の解析結果からは、核酸によるK63ユビキチン鎖の形成促進はUbc13やMms2単体では見られていないことから、Ubc13とMms2のヘテロダイマー構造と核酸結合能が深く関わっていることが示唆された。ZDOCKプログラムはタンパク質表面形状の相補性や静電ポテンシャルなどを考慮した予測結果を示すことから、核酸との結合に重要と思われる数か所のアミノ酸残基を予測し変異体スクリーニングを進めている。核酸結合に重要なアミノ酸残基を同定することで、in vivoにおける核酸依存的なK63ユビキチン鎖形成の意義についての理解につながると期待している。