2021 Fiscal Year Final Research Report
Elucidation of mechanisms for recognition of natural substrate and its structure-function alternation by peptidylarginine deiminase
Project/Area Number |
19K06507
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 43020:Structural biochemistry-related
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Research Institution | Ibaraki University |
Principal Investigator |
Unno Masaki 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (10359549)
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Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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Keywords | シトルリン化 / 毛髪キューティクル / 立体構造 / PAD3 / S100A3 / 四次構造変化 / カルシウム / 金属結合親和性 |
Outline of Final Research Achievements |
PAD3, an isozyme of peptidylarginine deiminase (PAD), is abundant in cuticle cells and selectively citrullinates Arg51 of the co-localized S100A3 protein. If Arg51 of S100A3 is citrullinated by PAD3, S100A3 is tetramerized in the presence of Ca2+ and Zn2+ and increases the binding affinity of both Ca2+ and Zn2+. This structural and functional changes are considered to be an important biochemical process for hair keratinization. We have elucidated the 3D structures of PAD3 in the several states and clarified their similarities and differences with other isozymes (PAD1, PAD2, and PAD4) by conducting this research project. We also found a mutant of S100A3 that serves as a model for citrullinated S100A3, and succeeded in clarifying its physicochemical properties.
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Free Research Field |
構造生物化学
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Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
哺乳類のPADには5種類のアイソザイムが存在し、中にはその発現・活性の異常が関節リウマチや多発性硬化症の原因になっているものもある。そのため、PADの選択的阻害剤の開発が望まれてきたが、PAD3の立体構造は今まで詳細に解明されていなかった。また、PAD3によるS100A3の選択的シトルリン化は、他のPADアイソザイムと比較して特殊であり、興味深いうえ、毛髪角化に必須な生化学的プロセスであると考えられている。少子高齢化社会が進行しており、ただ長生きするだけでなく、クオリティオブライフの向上が求めらる。S100A3やPAD3の構造・機能の解明は人間の生活の質を向上させることに貢献する。
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