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2010 Fiscal Year Annual Research Report

活性酸素に応答し細胞死を防ぐニューログロビンの作用機序の解明

Publicly Offered Research

Project AreaSignaling functions of reactive oxygen species
Project/Area Number 21117506
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

若杉 桂輔  東京大学, 大学院・総合文化研究科, 准教授 (20322167)

Keywords蛋白質 / シグナル伝達 / ストレス / 脳・神経
Research Abstract

ヒトのニューログロビン(Ngb)の神経細胞死抑制活性には、三量体G蛋白質αサブユニット(Gα)に対するGDP/GTP交換反応阻害因子(GDI)としての活性が重要である。今回、これまでに報告されているGαと結合能を有するペプチドとの配列を比較検討した結果、ヒトNgb内にGα結合モチーフが含まれていることが明らかになった。特にそのモチーフ内のEをQに置換したヒトNgb変異体を作製したところ、細胞保護できないことが明らかになった。この実験から、ヒトNgb内のGα結合モチーフが実際Gαとの結合及びGDI活性に重要な配列であることを実証できた。
また、ゼブラフィッシュNgbのモジュールM1を使った蛋白質工学による「細胞膜貫通特性を有する新規ミオグロビン(Mb)」の創製にも挑んだ。我々は最近、ゼブラフィッシュNgbに細胞外から細胞質内に移行する「細胞膜貫通特性」があることを発見した。ゼブラフィッシュNgbは構造単位「モジュール」M1からM4で構成されている。ゼブラフィッシュNgbの細胞膜貫通特性に重要なモジュールM1を完全長のMbのN末端に融合したキメラ蛋白質を作製したところ、このキメラMbは天然のMb同様ヘムを取り込み安定な構造を形成し、ゼブラフィッシュNgb同様の細胞膜貫通特性を持つことが明らかになった。さらに、グリコサミノグリカンなどを合成不能な欠損細胞株を用いてNgbの細胞内導入メカニズムを検討した結果、このキメラMbは、ゼブラフィッシュNgb同様、細胞表面に存在する負電荷を帯びたグリコサミノグリカンと結合し細胞膜貫通することが明らかになった。以上の実験から、ゼブラフィッシュNgbのモジュールM1は、細胞膜貫通能を付与できる"取り付け可能な"「構造及び機能単位」として機能することを実証できた。

  • Research Products

    (11 results)

All 2011 2010 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (6 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Species-specific functional evolution of neuroglobin.2011

    • Author(s)
      Wakasugi, K., Takahashi, N., Uchida, H., Watanabe, S.
    • Journal Title

      Marine Genomics

      Volume: (掲載確定)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Module M1 of zebrafish neuroglobin acts as a structural and functional protein building block for a cell-membrane-penetrating activity.2011

    • Author(s)
      Watanabe, S., Wakasugi, K.
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 6 Pages: e16808

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Identification of residues critical for the cell-membrane-penetrating activity of zebrafish neuroglobin.2010

    • Author(s)
      Watanabe, S., Wakasugi, K.
    • Journal Title

      FEBS Lett.

      Volume: 584 Pages: 2467-2472

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Expression of neuroglobin in the zebrafish retina.2010

    • Author(s)
      Fujikawa, C., Nagashima, M., Mawatari, K., Watanabe, S., Wakasugi, K., Kato, S.
    • Journal Title

      J.Physiol.Sci.

      Volume: 60 Pages: S184

  • [Presentation] ゼブラフィッシュのニューログロビンが持つ細胞膜貫通特性に必須の残基の特定2010

    • Author(s)
      渡邊征爾、若杉桂輔
    • Organizer
      BMB2010(第33回日本分子生物学会年会第83回日本生化学大会 合同大会)
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      20101207-20101210
  • [Presentation] 過剰発現系を用いたヒトのニューログロビンの細胞死抑制メカニズムの解明2010

    • Author(s)
      高橋望、渡邊征爾、若杉桂輔
    • Organizer
      BMB2010(第33回日本分子生物学会年会第83回日本生化学大会 合同大会)
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      20101207-20101210
  • [Presentation] Investigation of a neuroprotective mechanism of human neuroglobin2010

    • Author(s)
      Wakasugi, K., Takahashi, N., Watanabe, S.
    • Organizer
      10^<th> International Conference on Neuroprotective Agents
    • Place of Presentation
      Asilomar, CA, USA
    • Year and Date
      20100919-20100922
  • [Presentation] Chimeric ZHHH neuroglobin as a cell-membrane-penetrating neuroprotective globin2010

    • Author(s)
      Watanabe, S., Wakasugi, K.
    • Organizer
      10^<th> International Conference on Neuroprotective Agents
    • Place of Presentation
      Asilomar, CA, USA
    • Year and Date
      20100919-20100922
  • [Presentation] ゼブラフィッシュ網膜におけるニューログロビンの発現2010

    • Author(s)
      藤川千恵子、永島幹子、馬渡一浩、渡邊征爾、若杉桂輔、加藤聖
    • Organizer
      第87回 日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      岩手市民文化ホール
    • Year and Date
      20100519-20100521
  • [Presentation] 脳内グロビン蛋白質「ニューログロビン」の生理機能の解明2010

    • Author(s)
      渡邊征爾、若杉桂輔
    • Organizer
      第10回 東京大学生命科学シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2010-05-01
  • [Remarks]

    • URL

      http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/wakasugilab/

URL: 

Published: 2012-07-19  

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