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2011 Fiscal Year Annual Research Report

天然変性タンパク質の動的構造と機能制御機構の解明

Research Project

Project/Area Number 20227009
Research InstitutionYokohama City University

Principal Investigator

西村 善文  横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科, 教授 (70107390)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 明石 知子  横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科, 准教授 (10280728)
長土居 有隆  横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科, 助教 (50336591)
KeywordsNMR / 転写因子 / クロマチン / 動的構造 / 天然変性状態
Research Abstract

1. 15N,13C,2Hでラベルしたヒストンを調製しH2A/H2B複合体のTROSY-NMRの測定を行った。H2Aラベル体とH2B非ラベル体の組み合わせとH2A非ラベル体とH2Bラベル体の組み合わせでNMRのシグナルを帰属した。帰属に基づいてH2AとH2Bの2次構造を同定した。結晶解析されているヌクレオソーム中の構造と比較したところH2AのN末とC末のヘリックスはヘテロ2量体では形成されていなかった。またヒストンシャペロンNAP1やMAP2のC末の酸性領域との相互作用をNMRで解析した。ヒストンシャペロンのC末の天然変変性領域がヒストンとの相互作用で重要であることを見出した。
2. ヒストンH2Aを安定同位体でラベルし、H2B、H3、H4は非ラベル体でDNAとの複合体のヌクレオソームを調製し固体NMRの測定を開始した。
3. 基本転写因子のTFIIBの全長でのTFIIEのαサブユニットのC末酸性ドメイン部分の構造をNMRで決定した。その結果フレキシブルなリンカーで結ばれたC末酸性ドメインはドメイン単独の時と同じ構造である事が判った。
4. TRF2の2量体形成ドメインをシステインのSS結合でモデル化した塩基性2量体ドメインでDNAとの相互作用を解析した。2量体塩基性ドメインはでホリデージャンクションDNAと結合することを見出した。
5. Chp1のN末を伸ばしたクロモドメインのH3K9me化ペプチドとの複合体の構造をNMRで決定した。クロモドメインのみの複合体構造と比較してN末に新たなヘリックスの形成が認められた。この複合体構造上にセントロメアの非コードRNA(ncRNA)との結合部位をマップした。その結果クロモドメインのC末酸性領域に加えて、N末の新たなヘリックス領域も相互作用に関与している事を見出した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ヒストンH2A/H2BとヒストンシャペロンNAP1やNAP2の天然変性領域との相互作用や、HP1やChp1クロモドメインのフレキシブルなN末テイル領域の相互作用における役割や、TRF2のN末の天然変性塩基性ドメインのDNAとの相互作用や、TFIIEの全長での天然変性領域の機能解析等が進行している。

Strategy for Future Research Activity

ヒストンH2A/H2Bとヒストンシャペロンの天然変性領域のアミノ酸変異体との相互作用構造、クロモドメインの天然変性領域の欠損変異体やリン酸化体の動的構造、TRF2のN末天然変性領域のアミノ酸変異体のDNAとの動的構造、TFIIEの全長での天然変性領域の動的な相互作用構造を解析を進行していく。

  • Research Products

    (29 results)

All 2012 2011

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (25 results)

  • [Journal Article] Functions of homo- and hetero-oligomers of human Nucleoplasmin/Nucleophosmin family proteins NPM1, NPM2, and NPM3 during sperm chromatin remodeling2012

    • Author(s)
      Okuwaki M, Sumi A, Hisaoka M, Saotome-Nakamura A, Akashi S, Nishimura Y, Nagata K
    • Journal Title

      Nucleic Acids Res

      Volume: 40 Pages: 4861-4878

    • DOI

      DOI:10.1093/nar/gks162

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural and biochemical analyses of the human PAD4 variant encoded by a functional haplotype gene2011

    • Author(s)
      Horikoshi N, Tachiwana H, Saito K, Osakabe A, Sato M, Yamada M, Akashi S, Nishimura Y, Kagawa W, Kurumizaka H
    • Journal Title

      Acta Crystallogr D Biol Crystallog

      Volume: 67 Pages: 112-118

    • DOI

      DOI:10.1107/S0907444910051711

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Free-energy Landscape for Coupled Folding and Binding of an Intrinsically Disordered Protein in Explicit Solvent from Detailed All-atom Computations2011

    • Author(s)
      Junichi Higo, Yoshifumi Nishimura, Haruki Nakamura
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 133 Pages: 10448-10458

    • DOI

      DOI:10.1021/ja110338e

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 「バンド生物学」とインパクトファクター2011

    • Author(s)
      西村善文
    • Journal Title

      生化学

      Volume: 83 Pages: 809

  • [Presentation] NMRによるエピゲノム関連天然変性タンパク質の構造解析と結合化合物スクリーニング2012

    • Author(s)
      西村善文
    • Organizer
      日本薬学会第132年会一般シンポジウム「創薬を目指す核磁気共鳴(NME):現況と展望」"NMR aim at Drug Discovery : Present and Future"
    • Place of Presentation
      北海道大学札幌キャンパス(北海道)
    • Year and Date
      20120328-20120331
  • [Presentation] Eaf3クロモドメインのヒストンH3K36me3に対するpH依存的な結合能の調節Mechanism of binding of Eaf3 Chromo domain to trimethylated lysine 36 of histone H3 in a pH-dependent way2011

    • Author(s)
      細野枝里菜、奥田昌彦、野口修平、西村善文、堀越正美
    • Organizer
      第34回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      20111213-20111216
  • [Presentation] The effect of human telomeric repeat sequences on nucleosome positioning in yeast cells2011

    • Author(s)
      市川雄一、諸橋伸行、西村善文、胡桃坂仁志、清水光弘
    • Organizer
      第34向日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      20111213-20111216
  • [Presentation] 出芽酵母Ume6による転写抑制に関与する天然変性領域の機能解析Functional analysis of intrinsically disordered regions for transcriptional repression by Ume6, an activator/repressor protein of early meiotic genes in S.cerevisiae2011

    • Author(s)
      大島えりか、諸橋伸行、大島綾子、福地佐斗志、西村善文、Aaron P.Mitchell、清水光弘
    • Organizer
      第34回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      20111213-20111216
  • [Presentation] Functional analysis of intrinsically disordered regions for transcriptional activation by Ume6, an activator/repressor protein of early meiotic genes in S.cerevisiae2011

    • Author(s)
      諸橋伸行、大島綾子、大島えりか、松本あずさ、福地佐斗志、西村善文、Aaron R.Mitchell、清水光弘
    • Organizer
      第34回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      20111213-20111216
  • [Presentation] Eaf3 chromodomain is a novel histone methyllysine binder depending on pH2011

    • Author(s)
      奥田昌彦、細野枝里菜、野口修平、堀越正美、西村善文
    • Organizer
      第34回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      20111213-20111216
  • [Presentation] NMR studies on Chromatin-related Proteins2011

    • Author(s)
      西村善文
    • Organizer
      第34回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      20111213-20111216
  • [Presentation] Solid-state NMR analysis of H+-ATP synthase subunit c-ring from Thermophilic Bacillus2011

    • Author(s)
      Su-Jin Kang, Suyeon Bak, Yasuto Todokoro, Ikuko Yumen, Iku Iwasaki, Toshiharu Suzuki, Toshimichi Fujiwara, Masasuke Yoshida, Hdeo Akutsu
    • Organizer
      ISNMR2011第50回NMR討論会記念国際シンポジウム
    • Place of Presentation
      大さん橋ホール(神奈川県)
    • Year and Date
      20111115-20111118
  • [Presentation] A telomeric repeat-binding factor TRF2 binds to a parallel G quadruplex structure via its Myb domain2011

    • Author(s)
      Yuuka Hirao, Shin Morita, Kazuki Oinishi, Hideaki Shimojo, Shingo Hanaoka, Hideyuki Okamura, Tadateru Nishikawa, Yoshifumi Nishimura
    • Organizer
      ISNMR2011第50回NMR討論会記念国際シンポジウム
    • Place of Presentation
      大さん橋ホール(神奈川県)
    • Year and Date
      20111115-20111118
  • [Presentation] NMR structure of the HP1-α chromodomain phosphorylated at N-terminal serine residues2011

    • Author(s)
      Ayumi Kawaguchi, Hideaki Shimojo, Kyoko Hamada, Jun-Ichi Nakayama, Yoshifumi Nishimura
    • Organizer
      ISNMR2011第50回NMR討論会記念国際シンポジウム
    • Place of Presentation
      大さん橋ホール(神奈川県)
    • Year and Date
      20111115-20111118
  • [Presentation] The interaction analysis of CENP-S/X and CENP-T/W by NMR2011

    • Author(s)
      Masahiro Takahashi, Aritaka Nagadoi, Tatsuya Nishino, Tatsuo Fukagawa, Yoshifumi Nishimura
    • Organizer
      ISNMR2011第50回NMR討論会記念国際シンポジウム
    • Place of Presentation
      大さん橋ホール(神奈川県)
    • Year and Date
      20111115-20111118
  • [Presentation] NMR study on the basic domain of telomeric protein TRF2 bound to Holliday junction2011

    • Author(s)
      Yoshinao Iwasawa, Hideaki Shimojo, Motoki Murai, Ryo Kanno, Yoshifumi Nishimura
    • Organizer
      ISNMR2011第50回NMR討論会記念国際シンポジウム
    • Place of Presentation
      大さん橋ホール(神奈川県)
    • Year and Date
      20111115-20111118
  • [Presentation] NMR studies on the histone H2A/H2B hetero dimer and histone chaper ones, NAP1 and NAP22011

    • Author(s)
      Yoshihito Moriwaki, Mitsuru Okuwaki, Kyosuke Nagata, Masahiko Sato, Aritaka Nagadoi, Yoshifumi Nishimura
    • Organizer
      ISNMR2011第50回NMR討論会記念国際シンポジウム
    • Place of Presentation
      大さん橋ホール(神奈川県)
    • Year and Date
      20111115-20111118
  • [Presentation] Structural analysis for 85 kDa protein complex, general transcription factor TFIIE by NMR spectroscopy2011

    • Author(s)
      Masahiko Okuda, Yoshihito Moriwaki, Masayuki Kataoka, Aritaka Nagadoi, Aki Tanaka, Yoshiaki Ohkuma, Yoshifumi Nishimura
    • Organizer
      ISNME2011第50回NMR討論会記念国際シンポジウム
    • Place of Presentation
      大さん橋ホール(神奈川県)
    • Year and Date
      20111115-20111118
  • [Presentation] NMR studies on the Chp1 chromodomain2011

    • Author(s)
      Hideaki Shimojo, Mayumi Ishida, Jun-Ichi Nakayama, Yoshifumi Nishimura
    • Organizer
      ISNMR2011第50回NMR討論会記念国際シンポジウム
    • Place of Presentation
      大さん橋ホール(神奈川県)
    • Year and Date
      20111115-20111118
  • [Presentation] Structural biology on Chromatin-related proteins2011

    • Author(s)
      Yoshifumi Nishimura, Hideaki Shimojo, Ayumi Kawaguchi, Masahiko Okuda, Yoshihito Moriwaki, Katsuya Iizumi, Aritaka Nagadoi
    • Organizer
      The 4th Asia-Pacific NMR Symposium (The 4th APNMR Symposium)アジア・太平洋NMEシンポジウム
    • Place of Presentation
      Beijing Central Garden Hotel(中国北京)中国北京
    • Year and Date
      20111016-20111019
  • [Presentation] クロマチン関連タンパク質の構造生物学2011

    • Author(s)
      西村善文、森脇義仁、飯泉勝也、下條秀朗、奥田昌彦、長土居有隆
    • Organizer
      第84回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館(京都府)
    • Year and Date
      20110921-20110924
  • [Presentation] ヘテロクロマチン形成因子HP1αセリンリン酸化クロモドメインの構造解析2011

    • Author(s)
      川口あゆみ、下條秀朗、浜田京子、中山潤一、西村善文
    • Organizer
      第84回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館(京都府)
    • Year and Date
      20110921-20110924
  • [Presentation] イオンモビリティ質量分析法による生体超分子の構造解析(その1)DNAとDNA結合タンパク質のイオンモビリティ質量分析2011

    • Author(s)
      下條秀朗、廣瀬賢治、川瀬泰司、押方基二、西村善文
    • Organizer
      第84回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館(京都府)
    • Year and Date
      20110921-20110924
  • [Presentation] イオンモビリティ質量分析法による生体超分子の構造解析(その2)基本転写因子TFIIEαイオンモビリティ質量分析2011

    • Author(s)
      奥田昌彦、廣瀬賢治、川瀬泰司、押方基二、西村善文
    • Organizer
      第84回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館(京都府)
    • Year and Date
      20110921-20110924
  • [Presentation] 全原子シミュレーションによる天然変性蛋白質の自由エネルギー地形2011

    • Author(s)
      肥後順一、西村善文、中村春木
    • Organizer
      第49回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      兵庫県立大学(兵庫県)
    • Year and Date
      20110916-20110918
  • [Presentation] イオンモビリティ質量分析とX線小角散乱による基本転写因子TFIIEの構造解析2011

    • Author(s)
      七種和美、小田隆、奥田昌彦、池口満徳、佐藤衛、西村善文、明石知子
    • Organizer
      第59回質量分析総合討論会
    • Place of Presentation
      ホテル阪急エキスポパーク(大阪府)
    • Year and Date
      20110913-20110915
  • [Presentation] Structural biology on chromatin-related proteins2011

    • Author(s)
      Yoshifumi Nishimura
    • Organizer
      Symposium on the Structure and Folding of Disease Related Proteins
    • Place of Presentation
      Structural Research Center for Innovative Drug Development(ソウル国立大学)(ソウル韓国)
    • Year and Date
      20110707-20110710
  • [Presentation] 天然変成蛋白質NRSFとそのパートナー蛋白質mSin3の結合/折れ畳みの詳細な自由エネルギー地形2011

    • Author(s)
      肥後順一、西村善文、中村春木
    • Organizer
      第11回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      ホテル阪急エキスポパーク(大阪府)
    • Year and Date
      20110607-20110609
  • [Presentation] Characterization of histone multimers by ESI-MS2011

    • Author(s)
      Singo Shimoyama, Yuki Asano, Kyohei Takahashi, Hiroaki Tachiwana, Aritaka Nagadoi, Hitoshi Kurumizaka, Yoshifumi Nishimura, Satoko Akashi
    • Organizer
      59th ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics
    • Place of Presentation
      コロラドコンベンションセンターデンバー・コロラド州(アメリカ)
    • Year and Date
      20110605-20110609

URL: 

Published: 2013-06-26  

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