2014 Fiscal Year Annual Research Report
多機能多ドメイン蛋白質の構造可塑性と機能統合：構造からシステムへの理論研究
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25251019
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
高田 彰二 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60304086)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
検崎 博生 独立行政法人理化学研究所, その他部局等, 研究員 (20402464)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | タンパク質 / p53 / DnaA / Ste5 / シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
3つのターゲットp53, DnaA, MAPK複合体各々について、分子動力学（MD）シミュレーション研究を進めた。また、粗視化分子シミュレーションソフトウエアCafeMolを計算に利用するとともに、継続的な改良を行った。
１）多機能転写因子p53：昨年度はp53と二本鎖DNAとの相互作用を解析したが、p53は真核細胞の転写因子であり、クロマチン環境中で働く。クロマチン環境におけるp53の動態を考えるために、ヌクレオソームとp53の動的相互作用を、独自に開発した粗視化シミュレーションによって解析した。認識配列を含まないヌクレオソーム中でp53は、ヌクレオソームDNAの入口・出口の交差するあたりに長時間滞在することがわかった。とくにアセチル化しない状態のp53では、天然変性領域であるC末ドメインがこのDNA交差領域に長時間留まることがわかった。
２）染色体複製開始因子DnaA：大腸菌のDNA複製開始oriC領域では、10分子程度のDnaAが結合し、DUE領域の二重らせんをほどき、そこにヘリカーゼなどが集積して複製を開始する。oriC領域へのDnaAの集積と高次構造形成を研究した。oriCの左半分、右半分それぞれについて、DnaAのドメインIII, IVが結合した複合体モデルを、粗視化シミュレーションとそれに続く原子レベルの分子動力学シミュレーションによって構築した。構造モデルに基づき、連携研究者の片山氏がおこなった変異oriCの実験に構造レベルの解釈を得ることが出来た。
３）MAPKシグナル伝達複合体形成：MAPKK (Ste7) とMAPK (Fus3)の複合体構造モデルを得るために、複合体モデリングを行った。いまのところ信頼度の高い構造モデルを得るには至っていない。この種の複合体は親和性が非常に低く、良い複合体構造を得ることは当初予想したよりもかなり難しそうである。
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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
多機能転写因子p53の研究は予想以上に進み、当初想定した問題を最初の2年間でだいたい終えた。DnaAの研究では、計算の結果を確認する実験を連携研究者の片山氏に実施してもらうとともに、片山氏の行った変異実験に構造からの説明を加えることに成功した。MAPKシグナル伝達系の研究については、複合体モデリングが難しく、進展があまりない。予想以上に進んだものと、逆に進んでいないものとがあり、全体をまとめると順調に進展していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究に充てるエフォートを考えると、順調な結果が期待できるp53とDnaAに精力を注ぐ方が賢明に思われる。多機能転写因子p53では、ヌクレオソーム上に認識配列がある場合の、認識配列への結合過程を研究する。p53のターゲットに応じて、ヌクレオソーム上のp53認識に差があるという実験データがあるが、その分子機構をシミュレーションによって明らかにする。DnaAについては、DNA二重らせんの開裂が起こるDUEサイトを含めた粗視化シミュレーションを行い、DnaAオリゴマーの形成と、DNA開裂の関係を明らかにする。また、余裕があれば、ドメインI, IIを含む分子全長を用いて、複製開始複合体の全体構造に迫る。
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Research Products
(15 results)
