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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Elucidation of the molecular mechanism of multi-specific substrate recognition by the methyltransferase

Research Project

Project/Area Number 16H06693
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

中木戸 誠  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (80784511)

Project Period (FY) 2016-08-26 – 2018-03-31
Keywords分子認識 / 多重特異性 / メチル基転移酵素 / 相互作用 / 物理化学
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、酵素の持つ多重特異性の分子機構についてアミノ酸残基レベルで知見を得ることを目的とし、そのために多様な蛋白質の翻訳後修飾を担うメチル基転移酵素を題材に研究を行う。特にメチル基転移酵素SMYD2を標的とし、これまでに報告されている各種基質蛋白質との相互作用について、結合界面に存在するアミノ酸残基に変異を導入した組換え蛋白質を調製する。それらを用いて物理化学的/生化学的手法によって相互作用解析を行うことにより基質認識を担うアミノ酸残基を特定するとともに相互作用への寄与を定量的に解析し、SMYD2が多様な基質を特異的に認識する分子機構について詳細に記述する。
本年度の実績として、既報のSMYD2/p53ペプチド複合体の結晶構造を基に、基質認識に寄与していると考えられるSMYD2アミノ酸残基に変異を導入したタンパク質を野生型と同様にして調製し、物性解析を行った。結果、4種の変異のうち、1種についてSMYD2が二次構造の変化を伴いながら不安定化し、基質結合ポケット内のアミノ酸残基のSMYD2構造安定化への寄与が示唆された。また、得られた変異体について野生型と同様にしてp53との相互作用について物理化学的解析を行ったところ、2種の変異体については3倍程度、1種の変異体については7倍程度の親和性の低下が確認された。これらの結果から、全長基質についても基質ペプチドと同様のアミノ酸残基を介して結合していることが示唆されたとともに、SMYD2の基質認識における基質結合ポケット内の各アミノ酸残基の寄与について定量的な知見を得ることができた。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (18 results)

All 2018 2017 Other

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 1 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Regulation of poly(ADP-Ribose) polymerase 1 functions by post-translational modifications2018

    • Author(s)
      Piao L, Fujioka K, Nakakido M, Hamamoto R.
    • Journal Title

      Front Biosci (Landmark Ed)

      Volume: in press Pages: in press

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Production and characterization of a novel site-specific-modifiable anti-OX40-receptor single-chain variable fragment for targeted drug delivery2018

    • Author(s)
      Tanabe A, Nakano K, Nakakido M, Nagatoishi S, Tanaka Y, Tsumoto K, Uchimaru K, Watanabe T
    • Journal Title

      Biophys. Biochem. Res. Commun.

      Volume: 496(2) Pages: 614-620

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2018.01.051

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Intramolecular H-bonds govern the recognition of a flexible peptide by an antibody.2018

    • Author(s)
      Miyanabe K, Akiba H, Kuroda D, Nakakido M, Kusano-Arai O, Iwanari H, Hamakubo T, Caaveiro J, and Tsumoto K
    • Journal Title

      J Biochem.

      Volume: in press Pages: in press

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Molecular basis for governing the morphology of type I collagen fibrils by Osteomodulin2018

    • Author(s)
      Tashima T, Nagatoishi S, Caaveiro J, Nakakido M, Sagara H, Kusano-Arai O, Iwanari H, Mimuro H, Hamakubo T, Ohnuma S, Tsumoto K
    • Journal Title

      Commun. Biol.

      Volume: in press Pages: in press

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Biophysical characterization of the interaction between heme and proteins responsible for heme transfer in Streptococcus pyogenes.2017

    • Author(s)
      Hoshino M, Nakakido M, Nagatoishi S, Aikawa C, Nakagawa I, Tsumoto K.
    • Journal Title

      Biophys. Biochem. Res. Commun.

      Volume: 493(2) Pages: 1109-1114

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2017.09.055.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thermodynamic analyses of amino acid residues at the interface of an antibody B2212A and its antigen roundabout homolog 1.2017

    • Author(s)
      Yui A, Akiba H, Kudo S, Nakakido M, Nagatoishi S, Tsumoto K.
    • Journal Title

      J Biochem.

      Volume: 162(4) Pages: 255-258

    • DOI

      10.1093/jb/mvx050

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Analysis of the denaturation midpoint to design the VHH with high thermal stability2018

    • Author(s)
      Emina Ikeuchi,Daisuke Kuroda, Makoto Nakakido, Maiko Yoshida, Narutoshi Tsukahara, Akikazu Murakami, Kouhei Tsumoto
    • Organizer
      62nd Annual Meeting of the Biophysical Society
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 分子シミュレーションと物理化学解析による抗体の熱安定性に関する研究2018

    • Author(s)
      河上 恵理、黒田 大祐、中木戸 誠、津本 浩平
    • Organizer
      日本化学会第98春季年会
  • [Presentation] Structural, physicochemical and computational analysis to reveal the mechanism of recognition of phosphorylated antigen by an antibody2018

    • Author(s)
      Kawade R, Akiba H, Nakakido M, Kuroda D, Maruyama T, Okumura S, Kevin E, Caaveiro J, Tsumoto K
    • Organizer
      日本化学会第98春季年会
  • [Presentation] Physicochemical analysis of antigen-antibody interaction associated with charge exchange of amino acids2017

    • Author(s)
      Kouhei Yoshida, Masato Kiyoshi, Daisuke Kuroda, Makoto Nakakido, Satoru Nagatoishi, Shinji Soga, Hiroki Shirai, Kouhei Tsumoto
    • Organizer
      The Second International Symposium on Biofunctional Chemistry (ISBC 2017)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] "Weak electrostatic interaction of an extracellular matrix protein plays a key role in a shapecontrol2017

    • Author(s)
      田島卓実、長門石 暁、カアベイロ ホセ、中木戸 誠、相良 洋、三室 仁美、大沼 信一、津本 浩平
    • Organizer
      第17回 日本蛋白質科学会年会
  • [Presentation] 抗ペプチド抗体による硫酸化CCR5ペプチド認識機構の熱力学的解析2017

    • Author(s)
      宮鍋 一紘、秋葉 宏樹、中木戸 誠、カアベイロ ホセ、高松 佑一郎、山下 雄史、津本 浩平
    • Organizer
      第17回 日本蛋白質科学会年会
  • [Presentation] アミノ酸電荷交換に関する抗原-抗体相互作用の物理化学解析2017

    • Author(s)
      吉田 浩平、木吉 真人、中木戸 誠、長門石 暁、曽我 真司、白井 宏樹、津本 浩平
    • Organizer
      第11回 バイオ関連化学シンポジウム
  • [Presentation] B2212A一本鎖抗体と抗原ROBO1の界面に存在するアミノ酸残基の役割の解明に向けた熱力学的解析2017

    • Author(s)
      由井 杏奈、工藤 翔太、秋葉 宏樹、中木戸 誠、長門石 曉、井上 豪、浜窪 隆雄、津本 浩平
    • Organizer
      第11回 バイオ関連化学シンポジウム
  • [Presentation] インターロイキン11シグナルを制御するシングルドメイン抗体の探索2017

    • Author(s)
      森 千夏、中木戸 誠、長門石 曉 、津本 浩平
    • Organizer
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
  • [Presentation] 基質選択的な阻害を目指したメチル基転移酵素SMYD2の多重特異的基質認識機構の解明2017

    • Author(s)
      青木将洋、中木戸 誠、津本 浩平
    • Organizer
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
  • [Presentation] ファージディスプレイによるメチル化リジン特異的抗体の取得2017

    • Author(s)
      石井 美咲、中木戸 誠、津本 浩平
    • Organizer
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
  • [Remarks] 研究室HP

    • URL

      http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/phys-biochem/

URL: 

Published: 2018-12-17  

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