2019 Fiscal Year Annual Research Report
The membrane shaping by the ankyrin repeat domains
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17K19529
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
末次 志郎 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (70345031)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | アンキリン / 膜変形 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アンキリンリピートドメインは、３３アミノ酸のユニットが繋がって、バナナのような湾曲した構造をとることが多い。ANKHD1は全体で２５リピートを持つことから、アンキリンリピートドメインの部分のみで１５００アミノ酸を超える大きなタンパク質である。他の膜変形ドメインとしてよく解析されているBARドメインタンパク質は、２５０－３００アミノ酸であることを考えると、１分子で、BARドメイン数分子に相当する大きさとなる。立体構造予測をもとに、脂質膜と相互作用するアミノ酸残基をアミノ酸の点変異により同定し、試験管内での再構成実験により、脂質膜との相互作用および切断機序を同定した。具体的には、立体構造予測において、バナナ状の大きな足場部分とその近傍の両親媒性ヘリックス部分の両方が脂質膜との相互作用に重要であることに加え、正電荷を持つアミノ酸の重要性を示した。
ゴルジ体は、小胞体（ER）やエンドソーム、細胞膜へ小胞を放出し、またこれらのオルガネラから小胞を受け取っている。したがって、これらのオルガネラにおけるANKHD1の局在を調べるとともに、ANKHD1の過剰発現やRNAiによるノックダウンで、これらのオルガネラの形態がどのように変化するか、様々なマーカータンパク質に対する抗体を用いるなどして調べた。また、脂質膜の切断をおこなうANKHD1のタンパク質断片を発現させ、局在する細胞内小器官の形成、消失を、オルガネラマーカータンパク質の抗体染色により調べ、ついでWestern blottingによりタンパク質量の増減を調べることで、オルガネラの増加や減少を調べた。予備的な実験結果から、エンドソームにおける機能を見出しているため、特にエンドソームマーカータンパク質であるRab5やEEA1などとの共局在を調べた。また昨年度精製に成功したANKHD1の様々なタンパク質断片を用いて、脂質膜の切断機序を詳しく解析し、また、電子顕微鏡を用いて、脂質膜の切断を確かめた。
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[Journal Article] Phagocytosis is mediated by two-dimensional assemblies of the F-BAR protein GAS7.2019
Author(s)
Hanawa-Suetsugu K, Itoh Y, Ab Fatah M, Nishimura T, Takemura K, Takeshita K, Kubota S, Miyazaki N, Wan Mohamad Noor WNI, Inaba T, Nguyen NTH, Hamada-Nakahara S, Oono-Yakura K, Tachikawa M, Iwasaki K, Kohda D, Yamamoto M, Kitao A, Shimada A, Suetsugu S.
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Journal Title
Nat Commun.
Volume: 10
Pages: 4763
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Membrane Deformation Switching of an Endocytic Protein by Membrane Electrostatic Charge and Packing2019
Author(s)
Kida K, Kitamata M, Ikeda K, Takemura K, Inaba T, Hayashi Y, Hanawa-Suetsugu K, Kamikubo H, Kitao A, Arita M, Suetsugu S
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Journal Title
DOI
Open Access
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