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2011 Fiscal Year Annual Research Report

蛋白質間相互作用に着目したニューログロビンの酸化ストレス応答制御機構の解明

Publicly Offered Research

Project AreaSignaling functions of reactive oxygen species
Project/Area Number 23117704
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(HNgb)には、酸化ストレスに伴う神経細胞死を抑制する働きがある。私はHNgbの作用機序の解明を目指し、以前yeast two hybrid screening法により、脂質ラフトの主要な構成蛋白質であるflotillin-1とHNgbが結合することを明らかにした。本研究では、まず、脂質ラフトにHNgbが存在するかどうか検討したところ、HNgbが酸化ストレスに伴い脂質ラフトに移行することが明らかになった。そこで、蛋白質間相互作用の解析をGSTプルダウン法により行った結果、酸化ストレス下でのHNgbはflotillin-1と特異的に結合する一方、通常環境下のHNgbはflotillin-1と結合しないことが明らかになった。さらに、コレステロールを除去することで脂質ラフトを破壊するメチル-β-シクロデキストリン(MβCD)をSH-SY5Y細胞の培地中に添加すると、HNgbによる神経細胞死抑制効果が無くなり、MβCDと同時に過剰量のコレステロールを加えるとHNgbによる神経細胞死抑制が起こることから、脂質ラフトへのHNgbの移行がHNgbの細胞保護効果に必須であることが明らかになった。また、私は以前、魚類Ngbには培地に添加すると哺乳類培養細胞の細胞質中に移行する細胞膜貫通特性があることを発見した。本研究では、魚類Ngbは魚類培養細胞に対しても細胞膜貫通能を持っていることを実証した。現在、魚類Ngbの生理機能の探索を行っている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

HNgbが酸化ストレス下に脂質ラフトに存在することを実証し、さらにHNgbの神経細胞保護能における脂質ラフトの重要性を明らかにすることに成功した。また、酸化ストレス下でのHNgbの立体構造変化がHNgbの細胞保護能に必須であることを示すこともできた。

Strategy for Future Research Activity

HNgbとヘテロ三量体Gタンパク質のαサブユニット(Gα)との相互作用において重要なGα内のアミノ酸残基を特定することに挑む。また、HNgbと脂質ラフト構成蛋白質flotillin-1やシステインプロテアーゼ阻害因子cystatin Cとの蛋白質-蛋白質間相互作用に関わるアミノ酸残基の特定も行う。そして、蛋白質-蛋白質間相互作用できない変異体を細胞内に発現させ、神経細胞死抑制に関し解析することにより、蛋白質-蛋白質間相互作用の重要性について明らかにすることを目指す。さらに、魚類Ngbの新規生理機能の解明を目指す。特に、ゼブラフィッシュNgbが魚類培養細胞質内に移行し酸化ストレス関連のどんな機能を担っているのか解明することを目指す。

  • Research Products

    (11 results)

All 2012 2011 Other

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

  • [Journal Article] Species-specific functional evolution of neuroglobin2011

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

      Marine Genomics

      Volume: 4 Pages: 137-142

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Chimeric ZHHH neuroglobin is a novel cell membrane-penetrating, neur oprotective agent2011

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

      Am.J.Neuroprotec.Neuroregen.

      Volume: 3 Pages: 42-47

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 新規機能性蛋白質の探索と創製2011

    • Author(s)
      若杉桂輔
    • Journal Title

      日本化学会生体機能関連化学部会NEWS LETTER

      Volume: 26 Pages: 3-6

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] TOPICS:化学的アプローチからの生命の神秘の探究2011

    • Author(s)
      若杉桂輔
    • Journal Title

      東京大学大学院総合文化研究科広域科学専攻年報Frontiere 2010

      Pages: 6-7

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Creation of novel cell-membrane-penetrating proteins by using module M1 of zebrafish neuroglobin2012

    • Author(s)
      Wakasugi, K.
    • Organizer
      BIT's 5th Protein and peptide conference
    • Place of Presentation
      Beijing, China(招待講演)
    • Year and Date
      20120323-20120325
  • [Presentation] ヒトのニューログロビンの生理機能の発見2011

    • Author(s)
      若杉桂輔
    • Organizer
      JST CREST「生命現象の解明と応用に資する新しい計測分析基盤技術」研究領域シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京ガーデンパレス
    • Year and Date
      20111212-20111213
  • [Presentation] 魚類ニューログロビンが持つ細胞膜貫通特性の解明とその蛋白質工学的応用2011

    • Author(s)
      若杉桂輔、渡邊征爾
    • Organizer
      第38回生体分子科学討論会
    • Place of Presentation
      筑波大学大学会館国際会議室
    • Year and Date
      20110623-20110624
  • [Presentation] モジュール構造を利用した新規の細胞膜貫通特性を持つ機能性タンパク質の創製2011

    • Author(s)
      渡邊征爾、若杉桂輔
    • Organizer
      第84回日本生化学大会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館
    • Year and Date
      2011-09-23
  • [Presentation] 過剰発現系を用いたヒト・ニューログロビンの細胞死抑制機構の解明2011

    • Author(s)
      高橋望、渡邊征爾、若杉桂輔
    • Organizer
      第11回東京大学生命科学シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学本郷キャンパス安田講堂
    • Year and Date
      2011-06-04
  • [Presentation] ゼブラフィッシュ・ニューログロビンの細胞膜貫通特性の発見とそのタンパク質工学的利用2011

    • Author(s)
      渡邊征爾、若杉桂輔
    • Organizer
      第11回東京大学生命科学シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学本郷キャンパス安田講堂
    • Year and Date
      2011-06-04
  • [Remarks]

    • URL

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

URL: 

Published: 2013-06-26  

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