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2013 Fiscal Year Annual Research Report

脳の機能を妨害する天然変性蛋白質とそれを標的とするアプタマーの分子認識機構の解明

Publicly Offered Research

Project AreaTarget recognition and expression mechanism of intrinsically disordered protein
Project/Area Number 24113710
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

永田 崇  京都大学, エネルギー理工学研究所, 准教授 (10415250)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2014-03-31
Keywords天然変性蛋白質 / アプタマー / プリオン / アミロイド / NMR
Research Abstract

プリオンタンパク質(PrP)の正常型から異常型への構造変換を抑える活性を持つ抗プリオン核酸のスクリーニングを試みた。これまでPrPに対して強い結合能を持つRNAアプタマー、R12(GGAGGAGGAGGA)について構造、相互作用及び活性の解析を行ってきた。その結果、R12は四重鎖構造であるとともにダイマーを形成すること、これらのプロトマーが各々PrPのN端側にある天然変性領域(IDR)に含まれる2つの離れた部位PrP-BC1とPrP-BC2に結合すること、そして、PrP-BC1:R12結合、PrP-BC2:R12結合の自由エネルギーは加算的であり解離定数には積で効いていることを示した。本年度は以上を踏まえて、R12をタンデムに連結したR24;R12とR24のDNA版であるD12とD24;その他ヒトテロメア配列を有する三種類のDNA及びRNA版であるTERRAを、各々ヒトのプリオン病を感染させたマウス神経由来細胞に作用させ、それぞれについて抗プリオン活性を調べた。そして、R24の抗プリオン活性が最も高く、R12の5倍に達することを明らかにした。そこで新たに、R24と全長PrPの複合体について構造解析を開始した。近年、上記のPrP-BC2にアルツハイマー病の主原因であるアミロイドβ(Aβ)オリゴマーが結合し、その結果、脳の機能障害が引き起こされることが報告された。本年度はAβと全長PrPの複合体について構造及び相互作用解析を試みた。まずこれらのタンパク質は異なるpH条件で溶解することが明らかとなり、混合して結合実験を行うことが出来なかった。そこで、さまざまなコンストラクト及び溶液条件を検討した結果、2つのタンパク質を混合出来る条件を見出し、さらにNMRスペクトルを測定することが出来た。今後はさらに解析を進めることで、PrPとAβ、PrPとRNAアプタマーの分子認識機構の違いを明らかにし、天然変性領域のハブ機能に関する知見を得たい。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (26 results)

All 2014 2013

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (23 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Quantitative analysis of the location- and sequence-dependent deamination by APOBEC3G using real-time NMR2014

    • Author(s)
      Furukawa, A., Sugase, K., Morishita, R., Nagata, T., Kodaki, T., Takaori, A., Ryo, A., Katahira, M.
    • Journal Title

      Angew. Chem., Int. Ed.

      Volume: 53 Pages: 2349-2352

    • DOI

      10.1002/anie.201309940.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Binding of an RNA aptamer and a partial peptide of a prion protein: Crucial importance of water entropy in molecular recognition2014

    • Author(s)
      Hayashi, T., Oshima, H., Mashima, T., Nagata, T., Katahira, M. and Kinoshita, M.
    • Journal Title

      Nucleic Acids Res.

      Volume: - Pages: 印刷中

    • DOI

      -

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] (1)H, (13)C, and (15)N resonance assignments of the dsRBDs of mouse RNA helicase A2013

    • Author(s)
      Nagata T, Tsuda K, Kobayashi N, Guntert P, Yokoyama S, Muto Y.
    • Journal Title

      Biomol. NMR Assign.

      Volume: 7 Pages: 69-72

    • DOI

      10.1007/s12104-012-9380-3.

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Statistical Thermodynamics for The Molecular Recognition Accompanied by a Global Structural Change of a Molecule2014

    • Author(s)
      Tomohiko HAYASHI, Hiraku OSHIMA, Tsukasa MASHIMA, Takashi NAGATA, Masato KATAHIRA, Masahiro KINOSHITA
    • Organizer
      Nagoya Symposium on Deplection Forces: Celebrating the 60th Anniversary of the Asakura-Oosawa Theory
    • Place of Presentation
      名古屋大学(名古屋市)
    • Year and Date
      20140314-20140315
  • [Presentation] Statistical Thermodynamics for Binding of an RNA Aptamer and a Partial Peptide of a Prion Protein2014

    • Author(s)
      Tomohiko HAYASHI, Hiraku OSHIMA, Tsukasa MASHIMA, Takashi NAGATA, Masato KATAHIRA, Masahiro KINOSHITA
    • Organizer
      58th Annual Meeting of the Biophysical Society of USA
    • Place of Presentation
      Moscone Center (USA)
    • Year and Date
      20140215-20140219
  • [Presentation] 神経系幹細胞の未分化状態維持に関わる Musashi1 タンパク質の機能発現の分子メカニズム2013

    • Author(s)
      岩岡諒、 櫻井悠子、 鍵矢悦久、 今井貴雄、 岡野栄之、 永田崇、 片平正人
    • Organizer
      第36回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド(神戸市)
    • Year and Date
      20131203-20131206
  • [Presentation] Development of quadruplex hammerhead ribozyme which switches on its ribozyme activity: introduction of quadruplex-forming complementary DNA to repress a basal activity2013

    • Author(s)
      Yudai Yamaoki, Tsukasa Mashima, Takashi Nagata, Masato Katahira
    • Organizer
      第36回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド(神戸市)
    • Year and Date
      20131203-20131206
  • [Presentation] 四重鎖構造を形成する核酸の抗プリオン活性2013

    • Author(s)
      真嶋司、西川富美子、鎌足雄司、才村正幸、永田崇、西川諭、桑田一夫、片平正人
    • Organizer
      第36回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド(神戸市)
    • Year and Date
      20131203-20131206
  • [Presentation] ヒト抗ウィルス因子 APOBEC3G の基質認識機構及び Vif による APOBEC3G 阻害機構の解明に向けて2013

    • Author(s)
      神庭圭佑、永田崇、片平正人
    • Organizer
      第36回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド(神戸市)
    • Year and Date
      20131203-20131206
  • [Presentation] mRNA ディスプレイ法により選択された高親和性MDM2結合ペプチドMIPに基づくMDM2-p53相互作用阻害剤の開発2013

    • Author(s)
      白川貴恵、永田崇、小林直弘、始平堂弘和、新倉啓介、片平正人、堀澤健一、土居信英、柳川弘志
    • Organizer
      第36回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド(神戸市)
    • Year and Date
      20131203-20131206
  • [Presentation] 転写因子AML1に対して複数の結合部位を持つ高親和性RNAアプタマーの解析2013

    • Author(s)
      天野亮、野村祐介、永田崇、森瑶子、福永淳一、田中陽一郎、片平正人、中村義一、神津知子、坂本泰一
    • Organizer
      第36回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド(神戸市)
    • Year and Date
      20131203-20131206
  • [Presentation] Origin of the anti-prion activity of quadruplex2013

    • Author(s)
      Tsukasa Mashima, Fumiko Nishikawa, Yuji O. Kamatari, Masayuki Saimura, Takashi Nagata, Satoshi Nishikawa, Kazuo Kuwata, Masato Katahira
    • Organizer
      The 40th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry 2013
    • Place of Presentation
      神奈川大学(横浜市)
    • Year and Date
      20131113-20131115
  • [Presentation] Dual-quadruplex forming ribozyme distinctly switches on its activity in response to K+2013

    • Author(s)
      Yudai Yamaoki, Tsukasa Mashima, Takashi Nagata, Masato Katahir
    • Organizer
      The 40th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry 2013
    • Place of Presentation
      神奈川大学(横浜市)
    • Year and Date
      20131113-20131115
  • [Presentation] Multi-site binding of high affinity aptamers against AML1 Runt domain2013

    • Author(s)
      Ryo Amano, Yusuke Nomura, Takashi Nagata, Naohiro Kobayashi, Yoko Mori, Junishi Fukunaga, Yoichiro Tanaka, Masato Katahira, Yoshikazu Nakamura, Tomoko Kozu, Taiichi Sakamoto
    • Organizer
      The 40th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry 2013
    • Place of Presentation
      神奈川大学(横浜市)
    • Year and Date
      20131113-20131115
  • [Presentation] Structural basis for the inhibition of MDM2:p53 interaction by highly selective MDM2-binding peptide obtained with IVV method2013

    • Author(s)
      Takashi Nagata, Kie Shirakawa, Naohiro Kobayashi, Hirokazu Shiheido, Masato Katahira, Kenishi Horisawa, Nobuhide Doi, Hiroshi Yanagawa
    • Organizer
      第52回日本核磁気共鳴学会
    • Place of Presentation
      石川県立音楽堂(金沢市)
    • Year and Date
      20131112-20131114
  • [Presentation] Statistical Thermodynamics for Binding of an RNA Aptamer and a Partial Peptide of a Prion Protein2013

    • Author(s)
      Tomohiko HAYASHI, Hiraku OSHIMA, Tsukasa MASHIMA, Takashi NAGATA, Masato KATAHIRA, Masahiro KINOSHITA
    • Organizer
      日本生物物理学会第51回年会
    • Place of Presentation
      京都大学(京都市)
    • Year and Date
      20131028-20131030
  • [Presentation] Aptamer that exerts anti-prion activity and intelligent ribozyme whose activity awitches in reponse to K+2013

    • Author(s)
      Masato Katahira, Tsukasa Mashima, Yudai Yamaoki, Takashi Nagata, Fomiko Nishikawa, Satoshi Nishikawa, Yuji Kamatari, Kazuo Kuwata
    • Organizer
      日本生物物理学会第51回年会
    • Place of Presentation
      京都大学(京都市)
    • Year and Date
      20131028-20131030
  • [Presentation] Structual description for the strong binding of the peptide selected by mRNA display to MDM22013

    • Author(s)
      Takashi Nagata, Kie Shirakawa, Naohiro Kobayashi, Hirokazu Shiheido, Masato Katahira, Kenishi Horisawa, Nobuhide Doi, Hiroshi Yanagawa
    • Organizer
      5th Asia-Pacific NMR Symposium
    • Place of Presentation
      Brisbane Convention and Exhibition Centre (Australia)
    • Year and Date
      20131027-20131030
  • [Presentation] NMR analysis of the interaction between an artificial RNA and atranscription factor2013

    • Author(s)
      Ryo Amano, Yusuke Nomura, Takashi Nagata, Naohiro Kobayashi, Yoko Mori, Junichi Fukunaga, Yoichiro Tanaka, Masato Katahira, Yoshikazu Nakamura, Tomoko Kozu, taiichi Sakamoto
    • Organizer
      The 4th International Symposium of Advanced Energy Science
    • Place of Presentation
      京都大学(宇治市)
    • Year and Date
      20130930-20131002
  • [Presentation] 脳の機能を妨害する天然変性蛋白質とそれを標的とするアプタマーの分子認識機構の解明2013

    • Author(s)
      永田 崇
    • Organizer
      新学術領域研究「天然変性タンパク質の分子認識機構と機能発現」平成24年度 第4回 領域会議
    • Place of Presentation
      ひだホテルプラザ(高山市)
    • Year and Date
      20130903-20130905
    • Invited
  • [Presentation] カリウムイオンによって活性がスイッチングする四重鎖リボザイムの創製:四重鎖形成相補鎖によるスイッチング性能の向上2013

    • Author(s)
      山置佑大、真嶋司、永田崇、片平正人
    • Organizer
      第15回日本RNA学会年会
    • Place of Presentation
      ひめぎんホール(松山市)
    • Year and Date
      20130724-20130726
  • [Presentation] Mechanism of high affinity and anti-prion activity of anti-prion aptamer2013

    • Author(s)
      Tsukasa Mashima, Fomiko Nishikawa,Yuji O kamatari, Hiromichi Fujiwara, Masayuki Saimura, Takashi Nagata, Tsutomu Kodaki, Satoshi Nishikawa, Kazuo Kuwata, Masato Katahira
    • Organizer
      The 10th Korea-Japan Bilateral Symposium on Biological NMR
    • Place of Presentation
      ソール大学(韓国)
    • Year and Date
      20130704-20130704
  • [Presentation] The deamination of APOBEC3G is controlled by the sliding-direction-dependent catalytic activity, and anti-prion activity of an RNA aptamer and its structual basis2013

    • Author(s)
      Ayako Furukawa, Kenji Sugase, Ryo Morishita, Takashi Nagata, Akifumi Takaori-Kondo, Akihide Ryo, Tsukasa Mashima, Fomiko Nishikawa, Satoshi Nishikawa, Yuji Kamatari, Kazuo Kuwata, Masato Katahira
    • Organizer
      The 10th Korea-Japan Bilateral Symposium on Biological NMR
    • Place of Presentation
      ソール大学(韓国)
    • Year and Date
      20130704-20130704
  • [Presentation] 転写因子AML1を標的としたRNAアプタマーによるDNAの擬態2013

    • Author(s)
      天野亮,野村祐介,永田崇,森瑶子,福永淳一,田中陽一郎,片平正人,中村義一,神津知子,坂本泰一
    • Organizer
      第8回日本ケミカルバイオロジー学会
    • Place of Presentation
      東京医科歯科大学M&Dタワー(東京都)
    • Year and Date
      20130619-20130621
  • [Presentation] NMR実時間計測法により抗ウィルス因子APOBEC3Gのシチジン脱アミノ化反応の配列依存性を評価する2013

    • Author(s)
      神庭圭佑、 小瀧努、 永田崇、 片平正人
    • Organizer
      第13回日本蛋白質科学学会年会
    • Place of Presentation
      とりぎん文化会館(鳥取市)
    • Year and Date
      20130612-20130614
  • [Presentation] プリオン蛋白質を標的とするRNAアプタマーの認識メカニズムとその抗プリオン活性2013

    • Author(s)
      真嶋司,西川富美子,鎌足雄司,藤原弘道,遠藤美紗, 永田崇,小瀧努,西川諭,桑田一夫,片平正人
    • Organizer
      第13回 日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      とりぎん文化会館(鳥取市)
    • Year and Date
      20130612-20130614

URL: 

Published: 2015-05-28  

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