2018 Fiscal Year Annual Research Report
NMR approaches to investigate protein structure, folding stability and dynamics in the crowded intracellular environment
Publicly Offered Research
| Project Area | Novel measurement techniques for visualizing 'live' protein molecules at work |
|---|
| Project/Area Number |
17H05887
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
|---|
Principal Investigator |
伊藤 隆 首都大学東京, 理学研究科, 教授 (80261147)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | in-cell NMR / 蛋白質の立体構造 / 蛋白質のフォールディング / 蛋白質の動的平衡 / 分子クラウディング |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
細胞内の分子クラウディング環境が蛋白質の様々な動態に与える影響が注目されている．In-cell NMRを用いたこれまでの国内外の研究によって，細胞内環境における蛋白質動態，フォールディング不安定化，動的平衡に対する影響等は明らかになりつつあるものの，統一的・普遍的な理解にはまだ至っていなかった．本研究では，in-cell NMRをさらに発展させることで，細胞内蛋白質の立体構造，安定性および動的平衡状態の詳細な解析を可能にする手法の確立を目指した．また，応用研究として，ヒト培養細胞を用いた薬剤スクリーニングの系の検証も試みた．
まず，ショウジョウバエDRK蛋白質やヒトGRB2蛋白質などのマルチドメイン・アダプター蛋白質群に注目し，希薄溶液状態，クラウディング状態，細胞内環境での立体構造，安定性および動的平衡状態の解析を進めた．DRK/GRB2はN末端とC末端の2つのSH3ドメインとこれらに挟まれたSH2ドメインから構成されている．具体的な結果としては，DRKのN末端SH3ドメインが，ドメイン単体では希薄溶液中でfoldとunfoldの1:1平衡になっているにもかかわらず，全長蛋白質ではほぼunfold状態になっていることを見出した．また，常磁性NMR効果を用いることで，溶液状態でのGRB2各ドメインの相対配置を決定した．さらに，少ない距離拘束条件から正しい立体構造を算出するためのベイズ推定を用いた立体構造解析手法を確立し，昆虫培養細胞を用いて，真核細胞内としては世界初となる高分解能蛋白質立体構造決定に成功した．
In-cell NMRの創薬科学への応用研究としては，ヒトHRas蛋白質とRaf-1 RBDの相互作用の系をモデルとして，細胞内の蛋白質間相互作用の詳細な解析を試みた．
|
| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
|
