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2016 Fiscal Year Research-status Report

ユビキチン―ユビキチン結合タンパク質複合体の動的構造解析法の開発

Research Project

Project/Area Number 16K08191
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

上田 卓見  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 助教 (20451859)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 嶋田 一夫  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 教授 (70196476)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords構造生物学 / NMR / ユビキチン
Outline of Annual Research Achievements

YUHのE16, N29, T40, E43, A46, I61, S104, S110, S118, S123, N140, A156, N174, S186, G192, T197, A212, E220, N234にシステイン残基を導入した変異体を作成した上で、cysteaminyl-EDTA修飾反応を行った。このうち、ユビキチン結合部位に隣接した部位であるE16, T40, E43, A156, E220, N234にZn-EDTA修飾を施したYUHに関して、ユビキチンとの親和性が野生型と同程度であることをITC実験により確認した。T40をZn-EDTA修飾したYUHに対して、ユビキチンアルデヒドを過剰量添加して、HPLC解析を行った結果、99%以上のYUHがUbal-YUH複合体を形成したことから、YUHのC90はEDTA修飾されておらず、T40だけがEDTA修飾されていることが示された。
次に、各種金属をキレートしたEDTAでT40を修飾したYUHに対して、過剰量の均一2H,15N標識ユビキチンを添加した試料を調製して、常磁性縦緩和増大および横緩和増大を測定した。その結果、Ubal-YUH複合体の結晶構造においてT40と近接している部位に加えて、T40から離れているユビキチンC末端に顕著な緩和増大が観測された。
さらに常磁性緩和増大を詳細に解析するために、各種常磁性金属の電子スピン緩和時間τsを調べた。Ni2+, VO2+, Fe3+をキレートしたEDTAプローブを付加したYUHと[ul-2H,15N]Ubalの複合体における、縦緩和速度増大および横緩和速度増大を観測した上で、先行報告に従って解析を行った。その結果、EDTAにキレートされた状態におけるNi2+, VO2+, Fe3+のτsが、それぞれ0.11, 16.5, 2.1 nsと算出された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の計画通り、YUHへのEDTA修飾、YUH存在下におけるユビキチンの常磁性緩和増大の検出、EDTAにキレートされた状態における各種金属イオンの電子スピン緩和時間の決定を達成したため。

Strategy for Future Research Activity

今回検出された緩和増大が、一段階目に形成される複合体Bに由来するかどうかを検証するために、複合体Bを形成しないユビキチンアルデヒド-YUH複合体、および二段階目に形成される複合体Aの割合が野生型より低いことが予備的な実験で分かっている、YUHのC90L変異体で同様の実験を行う。また、EDTAプローブとの非特異的相互作用の影響を見積もるために、cysteaminyl-EDTAプローブだけを添加する実験を行う。
さらに、常磁性緩和増大を網羅的に測定するために、T40以外の部位にプローブを付加したYUH修飾体が存在する条件における、ユビキチンの縦緩和速度増大および横緩和速度増大を調べる。

Causes of Carryover

E16にEDTAプローブを修飾したYUHの調製に必要な試薬が、2016年度中に到着しなかったため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

試薬が到着し次第、E16にEDTAプローブを修飾したYUHに対して、過剰量の均一2H,15N標識ユビキチンを添加した試料を調製して、常磁性縦緩和増大および横緩和増大を測定する。

  • Research Products

    (3 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Conductance of P2X4 purinergic receptor is determined by conformational equilibrium in the transmembrane region2016

    • Author(s)
      Yuichi Minato, Shiho Suzuki, Tomoaki Hara, Yutaka Kofuku, Go Kasuya, Yuichiro Fujiwara, Shunsuke Igarashi, Ei-ichiro Suzuki, Osamu Nureki, Motoyuki Hattori, Takumi Ueda, Ichio Shimada
    • Journal Title

      Proc. Natl. Acad. Sci

      Volume: 113 Pages: 4741-4746

    • DOI

      10.1073/pnas.1600519113

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Conductance of P2X4 receptor is determined by conformational equilibrium in the transmembrane region2017

    • Author(s)
      Takumi Ueda, Yuichi Minato, Shiho Suzuki, Tomoaki Hara, Yutaka Kofuku, Go Kasuya, Yuichiro Fujiwara, Shunsuke Igarashi, Ei-ichiro Suzuki, Osamu Nureki, Motoyuki Hattori, Ichio Shimada
    • Organizer
      58th Experimental Nuclear Magnetic Resonance Conference
    • Place of Presentation
      Asilomar Conference Grounds, Pacific Grove, CA, USA
    • Year and Date
      2017-03-26 – 2017-03-31
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks]

    • URL

      http://ishimada.f.u-tokyo.ac.jp/public_html/

URL: 

Published: 2018-01-16  

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