Structural basis for chaperone network mediated by semi-specific recognitions

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K06504
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 43020:Structural biochemistry-related
• Research Institution: The University of Tokushima (2021); Hokkaido University (2019)
• Principal Investigator: SAIO Tomohide 徳島大学, 先端酵素学研究所, 教授 (80740802)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: シャペロン複合体 / NMR / 立体構造解析 / 常磁性金属

Outline of Final Research Achievements

In the cell, multiple chaperones form chaperone complexes through weak interactions with each other and function cooperatively in the folding and transport of newly synthesized proteins. Through the weak interactins, chaperones assist in the maturation of various substrate proteins and inhibit aggregate formation, but the detailed mechanism is unknown. In this study, we focused on the recognition mechanism between chaperones and aim to understand how they exert various functions as a chaperone complex. More specifically, we exploited solution nuclear magnetic resonance (NMR) and biophysical methods and performed structural and interaction analyses for weak and dynamic chaperone complexes. Our study unveiled the mechanisms of the cooperative functions for the chaperone complexes responsible for protein degradation.

Free Research Field

構造生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

タンパク質フォールディングは生命維持に欠かせない根幹的なプロセスであり、その制御不全によって産生するタンパク質凝集体は細胞毒性を持ち、神経変性疾患の原因としても注目されている。そのため、シャペロンによるタンパク質フォールディングの補助、およびタ変性ンパク質やタンパク質凝集体の除去についてのメカニズムの理解は、神経変性疾患などの治療法・予防法の開発基盤としても期待されている。本研究で明らかにされた、シャペロン間の認識メカニズム、および協働的機能のメカニズムは、細胞内タンパク質恒常性維持メカニズムについての理解を深め、ひいては神経変性疾患の治療法開発における新たな知見を与えるものである。