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2012 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)
Project Period (FY) 2008-06-04 – 2013-03-31
KeywordsNMR / 転写因子 / クロマチン / 動的構造 / 天然変性状態
Research Abstract

1.ヒストンの大腸菌発現系を用いてH2A/H2BおよびH3/H4の各複合体とH2A/H2B/H3/H4の各2量体と146塩基対のDNAとの複合体のヌクレオソームについて、MSで試料調製法の最適化を行い、15N,13C,2Hでラベルしたヒストンを調製し溶液中のH2A/H2BのNMR測定を行った。H2A/H2Bは溶液中ではヒストンフォールドの構造はH2AとH2Bの各々で保存されていたが、ヌクレオソーム中と異なりH2AのN末のへリックスとC末のへリックスの構造は壊れていた。
2.H2A/H2BとヒストンシャペロンNAP1との相互作用をNMRで解析した。NAP1のC末の酸性ドメイン単独でヒストンH2A/H2Bと相互作用した。酸性ドメインは天然変性状態のひも状で、アスパラギン酸に富む領域とプロチンとチロシンの領域が別々にヒストンH2A/H2Bの表面の2箇所で相互作用をしていた。アスパラギン酸に富む領域はH2AのN末領域に結合しヌクレオソーム中と同様にヘリックス形成を誘導した。またNAP2の酸性ドメインとH2A/H2Bとの相互作用もNMRで解析した。NAP1の酸性ドメインに比べて結合は弱く、その原因はNAP1で2箇所あった相互作用部位の内の1箇所だけで相互作用部したためである事が分かった。
3.ラベルしたヒストンを用いてヌクレオソームコアの900MHz固体NMRの測定を行なうことができた。
4.ヘテロクロマチン形成因子のChp1、Hp1α、Swi6のクロモドメインの溶液中の構造を解析した。Chp1のクロモドメインのN末にある天然変性領域はヒストンH3のN末のK9メチル化と複合体を形成し、ヘリックスが誘導され、その部位がセントロメアのncRNAと相互作用をすることを見出した。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (38 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (29 results) (of which Invited: 4 results) Book (2 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Gas-phase structure of the histone multimers characterized by ion mobility mass spectrometry and molecular dynamics simulation.2013

    • Author(s)
      Saikusa, K., Fuchigami, S., Takahashi, K., Asano, Y., Nagadoi, A., Tachiwana, H., Kurumizaka, H., Ikeguchi, M., Nishimura, Y., Akashi, S.
    • Journal Title

      Anal. Chem.

      Volume: 85 Pages: 4165-4171

    • DOI

      10.1021/ac400395j.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Characterisation of an intrinsically disordered protein complex of Swi5-Sfr1 by ion mobility mass spectrometry and small-angle X-ray scattering.2013

    • Author(s)
      Saikusa, K., Kuwabara, N., Kokabu, Y., Inoue, Y., Sato, M., Iwasaki, H., Shimizu, T., Ikeguchi, M., Akashi, S.
    • Journal Title

      Analyst

      Volume: 138 Pages: 1441-1449

    • DOI

      10.1039/c2an35878f.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Intrinsic Nucleic Acid-Binding activity of Chp1 Chromodomain Is Required for Heterochromatic Gene Silencin.2012

    • Author(s)
      Mayumi Ishida, Hideaki Shimojo, Aki Hayashi, Rika Kawaguchi, Yasuko Ohtani, Koichi Uegaki, Yoshifumi Nishimura, Jun-ichi Nakayama.
    • Journal Title

      Cell.

      Volume: 47 Pages: 228-241

    • DOI

      10.1016/j.molcel.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Function of homo- and hetero-oligomers of human nucleoplasmin/nucleophosmin family proteins NPM1, NPM2 and NPM3 during sperm chromatin remodeling.2012

    • Author(s)
      Mitsuru Okuwaki, Ayako Sumi, Miharu Hisaoka, Ai Saotome-Nakamura, Satoko Akashi, Yoshifumi Nishimura, and Kyosuke Nagata.
    • Journal Title

      Nucleic Acids Res. in press.

      Volume: 22 Pages: 4861-4878

    • DOI

      10.1093/nar/gks162.

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 質量分析による構造生物学2013

    • Author(s)
      明石知子
    • Organizer
      中性子連携研究会(第4 回中性子小角散乱解析法研究会)
    • Place of Presentation
      京都大学東京オフィス(東京都)
    • Year and Date
      20130313-20130315
    • Invited
  • [Presentation] Characterization of IDPs by Mass Spectrometry and MD simulation2013

    • Author(s)
      Satoko Akashi
    • Organizer
      2nd International Symposium on Intrinsically Disordered Proteins
    • Place of Presentation
      理化学研究所交流棟ホール(神奈川県)
    • Year and Date
      20130123-20130124
  • [Presentation] ヘテロクロマチン構造形成因子Swi6クロモドメインとヒストンH3K9me3ペプチドの複合体の構造解析2012

    • Author(s)
      中村紗里、下條秀朗、中山潤一、西村善文
    • Organizer
      第85回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      マリンメッセ福岡(福岡県)
    • Year and Date
      20121214-20121216
  • [Presentation] 質量分析を用いたヌクレオソームのアセチル化に伴う構造変化の解析2012

    • Author(s)
      畔上奈々子、七種和美、神蔵祐典、戸所泰人、立和名博昭、長土居有隆、胡桃坂仁、西村善文、明石知子
    • Organizer
      第85回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      マリンメッセ福岡(福岡県)
    • Year and Date
      20121214-20121216
  • [Presentation] ヒストンシャペロン hNap1のC末酸性ドメインとヒストンH2A/H2Bの相互作用2012

    • Author(s)
      森脇義仁、奥脇暢、永田恭介、戸所泰人、佐藤昌彦、長土居有隆、西村善文
    • Organizer
      第85回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      マリンメッセ福岡(福岡県)
    • Year and Date
      20121214-20121216
  • [Presentation] ヒストンシャペロン hNap1のC末酸性ドメインとヒストンH2A/H2Bの相互作用2012

    • Author(s)
      森脇義仁、奥脇暢、永田恭介、戸所泰人、佐藤昌彦、長土居有隆、西村善文
    • Organizer
      第35回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      マリンメッセ福岡(福岡県)
    • Year and Date
      20121211-20121214
  • [Presentation] 固体NMRを用いたクロマチン構造におけるヒストンの構造解析2012

    • Author(s)
      戸所泰人、森脇義仁、長土居有隆、立和名博昭、須賀則之、胡桃坂仁志、西村善文
    • Organizer
      第35回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      マリンメッセ福岡(福岡県)
    • Year and Date
      20121211-20121214
  • [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NMR構造解析2012

    • Author(s)
      川口あゆみ、下條秀朗、濱田京子、中山潤一、西村善文
    • Organizer
      第35回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      マリンメッセ福岡(福岡県)
    • Year and Date
      20121211-20121214
  • [Presentation] 出芽酵母ミニ染色体においてヒトテロメア配列およびテロメア結合因子がヌクレオソーム形成に及ぼす影響2012

    • Author(s)
      市川雄一、諸橋伸行、半田圭汰、西村善文、胡桃坂仁志、清水光弘
    • Organizer
      第35回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      マリンメッセ福岡(福岡県)
    • Year and Date
      20121211-20121214
  • [Presentation] 出芽酵母のUme6のactivatorとrepressorとしての機能に関する天然変性領域の解析2012

    • Author(s)
      諸橋伸行、大島えりか、大島綾子、牧野紋子、市川雄一、胡桃坂仁志、福地佐斗志、西村善文、清水光弘
    • Organizer
      第35回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      マリンメッセ福岡(福岡県)
    • Year and Date
      20121211-20121214
  • [Presentation] ラマン分光法とNMRによる構造生物学2012

    • Author(s)
      西村善文
    • Organizer
      平成24年度日本分光学会年次講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学百年記念館(東京都)
    • Year and Date
      20121127-20121129
    • Invited
  • [Presentation] ヘテロクロマチンタンパク質HP1αセリンリン酸化クロモドメインのNMR構造解析2012

    • Author(s)
      川口あゆみ、下條秀朗、濱田京子、中山潤一、西村善文
    • Organizer
      第51回NMR討論会
    • Place of Presentation
      ウインク愛知(愛知県)
    • Year and Date
      20121108-20121110
  • [Presentation] ヘテロクロマチン構造形成因子Swi6クロモドメインとヒストンH3K9me3ペプチドの複合体の構造解析2012

    • Author(s)
      中村紗里、下條秀朗、中山潤一、西村善文
    • Organizer
      第51回NMR討論会
    • Place of Presentation
      ウインク愛知(愛知県)
    • Year and Date
      20121108-20121110
  • [Presentation] テロメアDNAとhTRF2塩基性ドメインの相互作用解析2012

    • Author(s)
      鈴木啓介、下條秀朗、岩沢佳尚、村井元気、西村善文
    • Organizer
      第51回NMR討論会
    • Place of Presentation
      ウインク愛知(愛知県)
    • Year and Date
      20121108-20121110
  • [Presentation] Chp1クロモドメインの立体構造解析2012

    • Author(s)
      下條秀朗、石田真由美、中山潤一、西村善文
    • Organizer
      第51回NMR討論会
    • Place of Presentation
      ウインク愛知(愛知県)
    • Year and Date
      20121108-20121110
  • [Presentation] ヒストンシャペロン hNap1のC末酸性ドメインとヒストンH2A/H2Bの相互作用2012

    • Author(s)
      森脇義仁、奥脇暢、永田恭介、戸所泰人、佐藤昌彦、長土居有隆、西村善文
    • Organizer
      第51回NMR討論会
    • Place of Presentation
      ウインク愛知(愛知県)
    • Year and Date
      20121108-20121110
  • [Presentation] 固体NMRを用いたヌクレオソームおけるヒストンH2Aの構造解析2012

    • Author(s)
      戸所泰人、森脇義仁、長土居有隆、立和名博昭、胡桃坂仁志、西村善文
    • Organizer
      第51回NMR討論会
    • Place of Presentation
      ウインク愛知(愛知県)
    • Year and Date
      20121108-20121110
  • [Presentation] Dynamics of nuclear proteins.2012

    • Author(s)
      Yoshifumi Nishimura.
    • Organizer
      Yokohama NMR The 3rd International Symposium on Drug Discovery and Design by NMR
    • Place of Presentation
      理化学研究所交流棟ホール(神奈川県)
    • Year and Date
      20121011-20121012
  • [Presentation] Characterization of histone multimers in the gas phase by ion mobility mass spectrometry and molecular dynamics simulation.2012

    • Author(s)
      Kazumi Saikusa, Sotaro Fuchigami, Kyohei Takahashi, Yuuki Asano, Aritaka Nagadoi, Hiroaki Tachiwana, Hitoshi Kurumizaka, Mitsunori Ikeguchi, Yoshifumi Nishimura, Satoko Akashi.
    • Organizer
      第50回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県)
    • Year and Date
      20120922-20120924
  • [Presentation] Behavior of intrinsically disordered regions within a protein complex ofSwi5-Sfr1 characterized by IM-MS and SAXS2012

    • Author(s)
      Kazumi Saikusa, Naoyuki Kuwabara, Yuichi Kokabu, Mamoru Sato, Hiroshi Iwasaki, Mitsunori Ikeguchi, Toshiyuki Shimizu, Satoko Akashi
    • Organizer
      19th International Conference on Mass Spectrometry
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館(京都府)
    • Year and Date
      20120916-20120921
  • [Presentation] Structure of a Beta-Crystallin Heterodimer by Ion Mobility and Radical Probe Mass Spectrometry2012

    • Author(s)
      Kevin Downard, Yuichi Kokabu, Mitsunori Ikeguchi, Satoko Akashi
    • Organizer
      19th International Conference on Mass Spectrometry
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館(京都府)
    • Year and Date
      20120916-20120921
  • [Presentation] What happens on the histone multimers in the gas phase?2012

    • Author(s)
      Kazumi Saikusa, Sotaro Fuchigami, Kyohei Takahashi, Yuuki Asano, Aritaka Nagadoi, Hiroaki Tachiwana, Hitoshi Kurumizaka, Mitsunori Ikeguchi, Yoshifumi Nishimura, Satoko Akashi.
    • Organizer
      19th International Mass Spectrometry Conference.
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館(京都府)
    • Year and Date
      20120915-20120921
  • [Presentation] Behavior of Intrinsically Disordered Regions within a Protein Complex of Swi5-Sfr1 Characterized by Ion Mobility Mass Spectrometry2012

    • Author(s)
      Kazumi Saikusa, Naoyuki Kuwabara, Yuichi Kokabu, Mamoru Sato, Hiroshi Iwasaki, Mitsunori Ikeguchi, Toshiyuki Shimizu, and Satoko Akashi
    • Organizer
      The 60th ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics.
    • Place of Presentation
      Vancouver Convention Center, Canada
    • Year and Date
      20120520-20120524
  • [Presentation] Application of Homology Modelling, Ion Mobility and Protein Footprinting in Unison to Characterize Protein Bimolecular Complexes2012

    • Author(s)
      Yuichi Kokabu, Mitsunori Ikeguchi, Satoko Akashi, Kevin Downard
    • Organizer
      The 60th ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics
    • Place of Presentation
      Vancouver Convention Center, Canada
    • Year and Date
      20120520-20120524
  • [Presentation] Impact of Protein Oxidation on their Ion Mobility for Protein Footprinting Applications2012

    • Author(s)
      Simin Maleknia, Satoko Akashi, Kevin Downard
    • Organizer
      The 60th ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics
    • Place of Presentation
      Vancouver Convention Center, Canada
    • Year and Date
      20120520-20120524
  • [Presentation] Structural analysis of Chip1 chromodomain required for heterochromatin assembly.

    • 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(ソウル韓国)
    • Invited
  • [Presentation] NMR Studies on Chromatin-Related Proteins.

    • Author(s)
      Yoshifumi Nishimura.
    • Organizer
      International Workshop on Pharmaceutical NMR.
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府)
  • [Presentation] 高分子としてのタンパク質構造解析:様々の手法のシンクロナイゼーション -質量分析の立場から-

    • Author(s)
      明石知子
    • Organizer
      第6回ソフトマター中性子散乱研究会
    • Place of Presentation
      東京
    • Invited
  • [Presentation] NMRによるエピゲノム関連タンパク質の機能解析

    • Author(s)
      西村善文
    • Organizer
      よこはまNMR構造生物学研究会第46回ワークショップ
    • Place of Presentation
      理化学研究所交流棟ホール(神奈川県)
  • [Book] “現代質量分析学”、高山光男、早川滋雄、瀧浪欣彦、和田芳直編 第26章 生体超分子2013

    • Author(s)
      明石知子
    • Total Pages
      383-392
    • Publisher
      化学同人
  • [Book] “試料分析講座 タンパク質分析”、日本分析化学会編 5.3 タンパク質複合体のネイティブ質量分析2012

    • Author(s)
      明石知子
    • Total Pages
      183-197
    • Publisher
      丸善出版
  • [Remarks] よこはまNMR構造生物学研究会

    • URL

      http://www.tsurumi.yokohama-cu.ac.jp/ynmr/

  • [Remarks] よこはまバイオマス研究会

    • URL

      http://www.tsurumi.yokohama-cu.ac.jp/ybiomass/

  • [Remarks] 構造エピゲノム研究会

    • URL

      http://www.tsurumi.yokohama-cu.ac.jp/segc/

URL: 

Published: 2014-07-24  

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