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2021 Fiscal Year Annual Research Report

Examination of substrate specificity in the regulated intramembrane proteolysis

Research Project

Project/Area Number 19H03170
Research InstitutionYokohama City University

Principal Investigator

禾 晃和  横浜市立大学, 生命医科学研究科, 准教授 (40379102)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 岩崎 憲治  筑波大学, 生存ダイナミクス研究センター, 教授 (20342751)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords立体構造解析 / X線結晶解析 / 電子顕微鏡解析
Outline of Annual Research Achievements

RsePのX線結晶解析については進展が見られ、金属プロテアーゼに広範に作用する阻害剤を添加した試料で良質の結晶が得られた。RsePオルソログについても同様に阻害剤との複合体で結晶が得られ、セレノメチオニンを利用した異常散乱法で構造決定を行った。オルソログについては一部のループ領域のモデルがdisroderしていたが、RsePについてはほぼ全てのアミノ酸残基のモデルをアサインすることができた。RsePが属するSite-2 proteaseファミリーについては2007年に機能が全く分かっていない古細菌由来のタンパク質の構造が決定されているのみであった。本研究によって生理機能が明らかになっており、系統的変異体解析が行われているSite-2 proteaseファミリーのメンバーについて、初めて立体構造が明らかになった。RsePには膜内に埋もれたβヘアピン構造が2つあると推定されていたが、構造解析によって4本のストランドからなる1枚のβシート構造が形成されていることが分かった。また、生化学実験の結果と合致するように膜表在性領域にαヘリックス構造をとる領域があることも明らかになった。さらに、これまでの低分解能の電顕解析の結果に合致するように、ペリプラム側に存在するPDZタンデム領域は、ポケット状の部位を活性中心側に向けて、膜貫通領域に覆い被さるような配置を取っていることも分かった。研究協力者との共同研究によって、切断制御機構の推定のための変異体解析にも取り組んだ。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (14 results)

All 2022 2021 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Mechanistic insights into intramembrane proteolysis by E. coli site-2 protease homolog RseP2022

    • Author(s)
      Imaizumi Y、Takanuki K、Miyake T、Takemoto M、Hirata K、Hirose M、Oi R、Kobayashi T、Miyoshi K、Aruga R、Yokoyama T、Katagiri S、Matsuura H、Iwasaki K、Kato T、Kaneko MK、Kato Y、Tajiri M、Akashi S、Nureki O、Hizukuri Y、Akiyama Y、Nogi T
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 8 Pages: eabp9011

    • DOI

      10.1126/sciadv.abp9011

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hybrid in vitro/in silico analysis of low‐affinity protein?protein interactions that regulate signal transduction by Sema6D2022

    • Author(s)
      Tanaka Tsubasa、Ekimoto Toru、Nagatomo Meri、Neyazaki Makiko、Shimoji Erena、Yamane Tsutomu、Kanagawa Sakura、Oi Rika、Mihara Emiko、Takagi Junichi、Akashi Satoko、Ikeguchi Mitsunori、Nogi Terukazu
    • Journal Title

      Protein Science

      Volume: 31 Pages: e4452

    • DOI

      10.1002/pro.4452

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Moving toward generalizable NZ-1 labeling for 3D structure determination with optimized epitope-tag insertion2021

    • Author(s)
      Tamura-Sakaguchi Risako、Aruga Rie、Hirose Mika、Ekimoto Toru、Miyake Takuya、Hizukuri Yohei、Oi Rika、Kaneko Mika K.、Kato Yukinari、Akiyama Yoshinori、Ikeguchi Mitsunori、Iwasaki Kenji、Nogi Terukazu
    • Journal Title

      Acta Crystallographica Section D Structural Biology

      Volume: 77 Pages: 645~662

    • DOI

      10.1107/S2059798321002527

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 細菌パーシスター化における膜内切断プロテアーゼRsePの役割:生理学的及び構造学的アプローチ2022

    • Author(s)
      檜作 洋平,横山 達彦,三宅 拓也,小林 達也,今泉 友希,高貫 一徳,大井 里香,禾 晃和,秋山 芳展
    • Organizer
      第95回 日本細菌学会総会
  • [Presentation] Structural analysis of intramembrane protease using the NZ-1 labeling technique with optimized epitope-tag insertion2021

    • Author(s)
      Rie Aruga, Risako Tamura-Sakaguchi, Mika Hirose, Toru Ekimoto, Rika Oi, Mika K. Kaneko, Yukinari Kato, Mitsunori Ikeguchi, Kenji Iwasaki, Terukazu Nogi
    • Organizer
      PDBアジア地区50周年記念シンポジウム
  • [Presentation] 生体膜上で形成される低親和性蛋白質間相互作用の構造生物学的研究2021

    • Author(s)
      禾 晃和
    • Organizer
      令和3年(2021年)度日本結晶学会年会
    • Invited
  • [Presentation] 膜内プロテアーゼRsePのX線結晶構造解析2021

    • Author(s)
      今泉 友希, 高貫 一徳, 三好 賢一, 大井 里香, 松浦 滉明, 平田 邦生, 武本 瑞貴, 濡木 理, 禾 晃和
    • Organizer
      令和3年(2021年)度日本結晶学会年会
  • [Presentation] 抗体Fab断片の動物細胞による組換え発現と結晶解析による構造形成の検証2021

    • Author(s)
      安達 友里子, 平田 邦生, 金子 美華, 加藤 幸成, 禾 晃和
    • Organizer
      令和3年(2021年)度日本結晶学会年会
  • [Presentation] リガンドスクリーニングを目指したリガンド-膜タンパク質複合体のネイティブ質量分析2021

    • Author(s)
      田尻 道子,大井 里香,禾 晃和,明石 知子
    • Organizer
      第94回日本生化学会
  • [Presentation] Optimization of the NZ-1 labeling technique for the application to 3D structure analysis2021

    • Author(s)
      Rie Aruga, Risako Tamura-Sakaguchi, Mika Hirose, Toru Ekimoto, Rika Oi, Mika K. Kaneko, Yukinari Kato, Mitsunori Ikeguchi, Kenji Iwasaki, Terukazu Nogi
    • Organizer
      XXV IUCr Congress
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 抗体ラベリング法を用いた膜内切断プロテアーゼの電子顕微鏡単粒子解析2021

    • Author(s)
      有賀 理江, 廣瀬 未果, 坂口(田村) 梨沙子, 金子 美華, 加藤 幸成, 加藤 貴之, 岩崎 憲治, 禾 晃和
    • Organizer
      第21回日本蛋白質科学会年会
  • [Presentation] 標的タンパク質へのPAタグ挿入方法の最適化によるNZ-1ラベリング法の一般化2021

    • Author(s)
      禾 晃和
    • Organizer
      第21回日本蛋白質科学会年会
    • Invited
  • [Presentation] 膜内切断プロテアーゼのリガンド-膜タンパク質複合体のネイティブ質量分析2021

    • Author(s)
      田尻 道子,大井 里香,禾 晃和,明石 知子
    • Organizer
      第69回質量分析総合討論会
  • [Remarks] 構造医科学部門・構造生物学研究室(禾グループ)

    • URL

      http://www.tsurumi.yokohama-cu.ac.jp/xtal-mls/members/nogi/index.html

URL: 

Published: 2023-12-25  

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