SAIL-FLYA NMR法による蛋白質全自動構造解析の応用と拡張、及び普及

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21370045
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: PETER Guentert Tokyo Metropolitan University, 戦略研究センター, 客員教授 (20392110)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 池 〓求 首都大学東京, 戦略研究センター, 准教授 (50381554)
• Keywords: SAIL法 / NMRデータの自動帰属 / 構造計算 / CYANA / FLYA

Research Abstract

本研究はSAIL-FLYA NMR法による蛋白質全自動構造解析の応用と拡張及び普及を目的とする。本年度は、まずSAIL-FLYA法の応用として、SAILユビキチン(分子量8kDa)の全自動構造解析を行い、従来の手動解析もしくは均一に[^1H, ^<13>C, ^<15>N]同位体標識した蛋白質と比較して、極端に少ない数のスペクトルを用いても高精度の構造決定が可能なことを示した(Ikeya et al. J. B. NMR 2009.)。さらに、FLYA法で計算する構造数を増やし、AMBER分子力場に基づいて構造選択する新たな手法を提案した。この新手法を用いることで、SAILユビキチンでは、わずか二つの^<13>C, ^<15>N-edited 3DNOESYのみを用いた場合であっても、多様なスペクトル用いる手動解析とほぼ同一の正確な構造を、はるかに短時間で全自動解析可能なことを示した(Ikeya et al.投稿準備中)。
一方、化学シフト全自動帰属ソフトウェアであるGARANTの大幅なコード変更を実施しCYANAと完全統合した新しい解析システムの開発に成功した。これにより、その後の計算過程への情報のやり取りが高速化され、計算速度のさらなる向上が達成された。現在、この新システムをもとに自動帰属パラメータの一層の最適化を行っている。この改良FLYA法の堅牢性検証のために、これまでに全自動解析が成功した蛋白質の2倍の分子量となる208残基のDsbA(Periplasmic protein disulfideisomerase)蛋白質を適用させる準備を進めている。この試料は、すでにSAIL標識した試料調製に成功し、NMRデータの測定中にある。
また、世界初の生きた細胞中での蛋白質構造決定に成功した報告について、CYANAでの計算を含む詳細な解説がNature Protocol誌に受諾され現在印刷中である(Ikeya et al.)。

Research Products

• [Journal Article] Automated NMR structure determination of stereo-array isotope labeled ubiquitin from minimal sets of spectra using the SAIL-FLYA system. (2009)
  • Author(s): Ikeya T, Takeda M, Yoshida H, Terauchi T, Jee JG, Kainosho M, Guntert P.
  • Journal Title: J. Biomol. NMR. 44(4) Pages: 261-272
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Conformational stability and activity of p73 require a second helix in the tetramerization domain (2009)
  • Author(s): Coutandin D, Lohr F, Niesen F H, Ikeya T, Weber TA, Schafer B, Zielonka EM, Bullock AN, Yang A, Guntert P, Knapp S, McKeon F, Ou HD, Dotsch V.
  • Journal Title: Cell Death Differ. 16(12) : Pages: 1582-1589
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structure of the Cdt1 C-terminal domain: conservation of the winged helix fold in replication licensing factors. (2009)
  • Author(s): Khayrutdinov BI, Bae WJ, Yun YM, Lee JH, Tsuyama T, Kim JJ, Hwang E, Ryu KS, Cheong HK, Cheong C, Ko JS, Enomoto T, Karplus PA, Guntert P, Tada S, Jeon YH, Cho Y.
  • Journal Title: Protein Sci. 18(11) Pages: 2252-2264
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] CASD-NMR : critical assessment of automated structure determination by NMR. (2009)
  • Author(s): Rosato A, Bagaria A, Baker D, Bardiaux B, Cavalli A, Doreleijers JF, Giachetti A, Guerry P, Guntert P, Herrmann T, Huang YJ, Jonker HR, Mao B, Malliavin TE, Monterlione GY, Nilges M, Raman S, van der Schot G, Vranken WF, Vuister GW, Bonvin AM.
  • Journal Title: Nat. Methods 6(9) Pages: 625-626
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structural basis for the sequence-specific RNA-recognition mechanism of human CUG-BP1 RRM3. (2009)
  • Author(s): Tsuda K, Kuwasako K, Takahashi M, Someya T, Inoue M, Terada T, Kobayashi N, Shirouzu M, Kigawa T, Tanaka A, Sugano S, Guntert P, Muto Y, Yokoyama S.
  • Journal Title: Nucleic Acids Res. 37(15) : Pages: 5151-5166
  • Peer Reviewed