2020 Fiscal Year Annual Research Report
インテグリン-ラミニン複合体の結晶構造解析による分子認識機構の解明
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18H02389
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
有森 貴夫 大阪大学, 蛋白質研究所, 准教授 (80582064)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 結晶構造解析 / クライオ電子顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞外マトリックス中のラミニンと細胞膜上の受容体であるインテグリンを介した細胞接着は，細胞の増殖や分化など様々な細胞活動に関与する細胞生存に欠かせないイベントであるが，その分子認識機構の研究はインテグリンファミリー分子の中でも最も遅れている．その理由の一つは，これらの分子の立体構造情報がほとんどないためである．本研究では，インテグリン-ラミニン複合体の立体構造を明らかにし，その分子認識機構を詳細に解明することを目的としている．
前年度までに，クライオ電子顕微鏡を用いた単粒子解析により，本研究の最大の目標であったインテグリンα6β1-ラミニン511複合体の立体構造を3.9Å分解能で決定することに成功し，原子モデルの構築も完了させた．この複合体の構造から，インテグリンα6β1は広い接触面を介してラミニン511と相互作用していることが明らかになった．またそのインターフェースの中でも，インテグリンα6上にある2ヵ所のループ領域には極性残基が集合しており，これらの領域が結合の初期段階においてラミニン分子を引き寄せるうえで特に重要な働きをしていることが示唆された．そこで本年度はこれらのアミノ酸に変異を導入し，変異体の結合親和性を解析した．その結果，各アミノ酸残基の結合への寄与を定量的に示すことができた．さらに，我々が以前決定したインテグリンα6β1およびラミニン511のそれぞれの単独の結晶構造と，本研究で得られた複合体構造を比較したところ，結合前後におけるインテグリンの大きな構造変化が明らかとなった．以上の結果より，インテグリンがラミニンを引き寄せ，特異的に認識し，インテグリンの構造変化が誘引されるまでの機構を詳細に解明することに成功した．これらの成果は，本課題の最終年度である本年度に，論文にまとめて投稿した．
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(8 results)
