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2008 Fiscal Year Annual Research Report

脂質二重膜中の膜蛋白質複合体における分子認識機構を解明するNMR戦略の開発

Research Project

Project/Area Number 19590037
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

大澤 匡範  The University of Tokyo, 大学院・薬学系研究科, 助教 (60361606)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 嶋田 一夫  東京大学, 大学院・薬学系研究科, 教授 (70196476)
Keywords構造生物学 / NMR / 膜蛋白質 / 相互作用解析
Research Abstract

膜蛋白質は、従来、界面活性剤で可溶化して構造生物学的解析が行われてきたが、界面活性剤による可溶化はしばしば膜蛋白質の失活につながる。そこで、我々の研究室では膜蛋白質をアフィニティービーズに固定化した状態で脂質二重膜中に再構成するBead-linked proteoliposome(BPL)を開発した。BPLとして調製した膜蛋白質複合体における相互作用界面残基は、当研究室で開発した転移交差飽和法により解析可能である。BPLを用いたNMRによる分子間相互作用解析には固体の共存によるスペクトルの低感度化・低分解能化力問題となっていたため、これまでに、マジック角回転によるスペクトルの高分解能化に成功していた。しかし、固定化担体として用いていたZn-NTAシリカビーズに対する蛋白質の非特異的吸着のため、固定化した蛋白質の活性低下や、液相に存在する蛋白質のNMRシグナルの広幅化・低感度化が問題となるだけでなく、結合界面以外にも交差飽和現象が観測されるという問題が生じた。
そこで、固定化担体を幅広く比較検討した結果、アミンカップリング反応により担体に固定化するCM基を表面にもつCM-シリカビーズを適用することにより、非特異吸着を軽減することに成功し、理論上最大の感度での測定が可能となった。次に、ユビキチン(Ub)と酵母Ub水酸化酵素(YUH)の相互作用系において、YUHをCMシリカビーズに固定化し、不均一系超分子を模倣した系を作成した。固定化したYUHは200μMであった。このYUH固定化Zn-NTAシリカビーズを均一2H15N標識したUhの溶液に懸濁し、MAS条件下で転移交差飽和法の測定を試みたところ、従来法では解析が困難であった固体と液体が共存した超分子系において、Ub上のYUH結合界面残基の同定に成功した。本手法は、膜蛋白質複合体における分子間相互作用解析に適用可能であり、今後、実際に膜蛋白質複合体に適用していく。

  • Research Products

    (9 results)

All 2009 2008

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Backbone resonance assignment for the cytoplasmic regions of G protein-activated inwardly rectifying potassium channel 1(GIRKl)2009

    • Author(s)
      Yokogawa M.
    • Journal Title

      Biomolecular NMR Assiglnments (In press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stable isotope labeling of protein by Kluyveromyces lactis for NMR study.2008

    • Author(s)
      Sugiki T.
    • Journal Title

      J Biomol NMR. 42

      Pages: 159-162

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Carbohydrate binding mechanism of the macrophage galactose-type C-type lectin 1 revealed by saturation tranfer experiments.2008

    • Author(s)
      Sakakura M.
    • Journal Title

      J Biol Chem. 238

      Pages: 33665-33673

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Chondroitin sulfate E fragments enhance CD44 cleavage and CD44-dependent motility in tumor cells.2008

    • Author(s)
      Sugahara K. N.
    • Journal Title

      Cancer Res. 68

      Pages: 7191-7199

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Amino acid selective cross-saturation method for identification of proximal residue pairs in a protein-protein complex2008

    • Author(s)
      Igarashi S.
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc. 130

      Pages: 12168-12176

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 生体超分子における分子認識機構解明に向けたHR-MASの適用2008

    • Author(s)
      豊永翔
    • Organizer
      第47回NMR討論会
    • Place of Presentation
      茨城県つくば市
    • Year and Date
      2008-11-13
  • [Presentation] 巨大タンパク質複合体のモデル構築を目的とした残基選択的交差飽和法の開発2008

    • Author(s)
      小澤新一郎
    • Organizer
      第47回NMR討論会
    • Place of Presentation
      茨城県つくば市
    • Year and Date
      2008-11-13
  • [Presentation] Structura .studies on the interaction of sperrmine with inwardly rectifying potassium channel2008

    • Author(s)
      Osawa M.
    • Organizer
      XXIIIrd International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems
    • Place of Presentation
      San Diego, CA, USA
    • Year and Date
      2008-08-24
  • [Presentation] Structural basis of the gating of G protein-activated inwafdly rectifying potassium channel by Gbg2008

    • Author(s)
      Yokogawa M.
    • Organizer
      XXIIIrd International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems
    • Place of Presentation
      San Diego, CA, USA
    • Year and Date
      2008-08-24

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Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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