新規シャペロンDmp1/2の構造解析を基盤としたプロテアソームの分子集合機構

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19044018
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 水島 恒裕 Nagoya University, 大学院・工学研究科, 助教 (90362269)
• Keywords: プロテアソーム / シャペロン / Dmp1-Dmp2複合体 / 蛋白質分解 / αリング

Research Abstract

プロテアソームは約100個のサブユニットが分子集合することにより形成された巨大なタンパク質分解酵素複合体であり活性部位を持つ20Sプロテアソームの両端に制御因子PA700が結合し、分子量2.5MDaの26Sプロテアソーム複合体を形成する。本酵素はユビキチンの付加された細胞周期制御タンパク質や変性タンパク質を認識し特異的に分解する役割を担っており、巨大な複合体を形成することで特定のタンパク質だけを効率よく分解している。また、プロテアソームは多種類のサブユニットが複合体を形成することで高度で選択的なタンパク質分解機構を獲得している。そのため、プロテアソームのサブユニット集合による四次構造形成は多種類のサブユニットを厳密に配置する、非常に高度な制御を必要とすることが明らかとなってきた。新規シャペロンDmp1-Dmp2複合体は酵母プロテアソームの分子集合過程においてαリングの形成に関与するシャペロンとして発見された分子である。このDmp1-Dmp2複合体によるプロテアソーム複合体形成機構の理解を目指し、Dmp1-Dmp2複合体およびDmp1-Dmp2-α5サブユニット複合体のX線結晶構造解析を行った。
Dmp1-Dmp2複合体のX線結晶構造よりDmp1、Dmp2は一次構造上有意なホモロジーを持たないにもかかわらず、非常によく似た立体構造をとっており、それぞれ6本のβストランドからなるβシートが重なることで二量体を形成していることが明らかになった。さらにDmp1-Dmp2-α5サブユニット複合体の解析からDmp1-Dmp2は二量体の境界領域でα5サブユニットと結合し、その結合部位はβサブユニットの結合部位よりαリングの内側に結合することが示された。

Research Products

• [Journal Article] Crystal structure of a chaperone complex that contributes to the assembly of yeast 20S proteasomes (2008)
  • Author(s): Yashiroda H, Mizushima T, Okamoto K, Kameyama T, Hayashi H, Kishimoto T, Niwa S, Kasahara M, Kurimoto E, Sakata E, Takagi K, Suzuki A, Hirano Y, Murata S, Kato K, Yamane T, Tanaka K
  • Journal Title: Nat Struct Mol Biol. 15 Pages: 228-236
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structures and physiological roles of 13 integral lipids of bovine heart cytochrome c oxidase. (2007)
  • Author(s): Shinzawa-Itoh K, Aoyama H, Muramoto K, Terada H, Kurauchi T, Tadehara Y, Yamasaki A, Sugimura T, Kurono S, Tsujimoto K, Mizushima T, Yamashita E, Tsukihara T, Yoshikawa S
  • Journal Title: EMBO Journal 26 Pages: 17131-1725
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structural basis for the selection of glycosylated substrates by SCF^<Fbs1>ubiquitin ligase. (2007)
  • Author(s): Mizushima T, Yoshida Y, Kumanomidou T, Hasegawa Y, Suzuki A, Yamane T, Tanaka K
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci U S A. 104 Pages: 5777-5781
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Crystal structure of Ufcl, the Ufml-conjugating enzyme (2007)
  • Author(s): Mizushima T, Tatsumi K, Ozakai Y, Kawakami T, Suzuki A, Ogasahara K, Komatsu M, Kominami E, Tanaka K, Yamane T
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun 362 Pages: 1079-1084
  • Peer Reviewed
• [Presentation] X-ray Structure of the Skp1-Fbs1 glycoprotein complex (2007)
  • Author(s): Tsunehiro Mizushima, Yukiko Yoshida, Taichi Kumanomidou, Yuko Hasegawa, Atsuo Suzuki, Takashi Yamane, Keiji Tanaka
  • Organizer: ASCA2007
  • Place of Presentation: Taipei, Taiwan
  • Year and Date: 20071104-08
• [Presentation] SCF^<Fbs1>ユビキチンリガーゼによる糖蛋白の選択的認識機構 (2007)
  • Author(s): 水島恒裕、吉田雪子、熊埜御堂太-、田中啓二、山根隆
  • Organizer: 日本蛋白質科学会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2007-05-26
• [Book] 実験医学増刊号 タンパク質の分解機構 (SCF^<Fbs1>の構造と機能 分担執筆) (2008)
  • Author(s): 水島恒裕、吉田雪子
  • Total Pages: 23381-86
  • Publisher: 羊土社