2020 Fiscal Year Annual Research Report
蛋白質の液-液相分離におけるプリオンドメインの役割の解明
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20J40038
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
大橋 祐美子 神戸大学, 理学研究科, 特別研究員(RPD)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Keywords | 液-液相分離 / アミロイド / Sup35 / プリオンドメイン / 天然変性領域 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高い凝集能を持ち、アミロイド等の異常凝集を形成しやすいドメインを持つタンパク質は、真核生物では生物種を問わず多く存在し、そのドメインはプリオンドメインと呼ばれている。近年の研究でプリオンドメインは細胞内の液-液相分離に主体的に関与している事が明らかとなってきているが、詳細な分子機構は未解明の点が多い。そこで本研究では酵母の翻訳終止因子Sup35を用い、プリオンドメインが液-液相分離でどの様な役割を担っているのかを明らかにする事を目的としている。
1年目の研究ではまず、Sup35のプリオンドメインが液-液相分離の温度感受性に関与している事を発見した。高い温度感受性は塩濃度依存性やｐH依存性等様々な液-液相分離を制御する環境因子への感受性と相関しており、細胞内での速やかな相分離形成・解離を可能とする重要な性質である。次に、その高い温度感受性はプリオンドメインの中央付近の局所構造を持つ一部の領域が担っている事を突き止めた。さらに、その温度感受性を司る領域には他の領域と比較して、特徴的なアミノ酸配列が存在する事を発見し、その配列にアミノ酸置換の変異を入れる事で温度感受性を低下させる事に成功した。その他、液-液相分離内での分子間相互作用は、アミロイドの分子間相互作用とは異なるものである事もアミノ酸置換実験によって明らかになった。
２年目以降も液-液相分離の形成メカニズムについてさらに研究を勧め、今後の創薬や産業の発展に貢献できる知見を収集したいと考えている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
１年目の研究でまず、プリオンドメインが温度感受性を司っている事を発見し、さらにその温度感受性はプリオンドメイン内の一部の領域が担う事を発見した。また、そこから高い温度感受性の獲得に必要な配列の特徴を読み取り、アミノ酸置換によって温度感受性を大幅に低下させる事に成功した。研究の進展は当初の計画と概ね一致しており、順調な進展といえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
１年目の研究において、液-液相分離の温度感受性を司るアミノ酸配列が明らかとなった。２年目はさらに詳細な配列の特徴をつかむため、さらなるアミノ酸置換体を準備しており、その相分離特性を調べる予定である。また、その結果を受け、温度感受性を持たない領域のアミノ酸置換による、温度感受性の獲得を達成したいと考えている。さらに、温度感受性に関与しない残基で、液-液相分離の安定化に寄与していると予想されるものもあり、同様にアミノ酸置換体を作成する事でその役割を明らかにしたい。
また別の視点から、温度感受性を司る領域は、局所構造を持つ事が分かっており、ここから、温度感受性の有無にはその構造の変化が伴うと予想している。そのため、核磁気共鳴法での構造解析やMDシミュレーション等での構造予測も検討中である。
上記の結果を受け、環境依存性の異なるプリオンドメインの配列デザインへと発展させる予定である。
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Research Products
(4 results)
