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2014 Fiscal Year Annual Research Report

運動マシナリーとしてのAAA型分子シャペロン

Publicly Offered Research

Project AreaHarmonized supramolecular machinery for motility and its diversity
Project/Area Number 25117517
Research InstitutionKumamoto University

Principal Investigator

小椋 光  熊本大学, 発生医学研究所, 教授 (00158825)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Keywords分子シャペロン / 高速原子間力顕微鏡 / AAAタンパク質 / p97/CDC-48 / 26Sプロテアソーム / katanin / 微小管
Outline of Annual Research Achievements

AAA型シャペロンである線虫のp97ホモログCDC-48のN-D1ドメインのATP依存的回転運動は1段階で起こることをすでに報告している。ヒトp97ホモログVCPについても同様の高速AFM解析を行ったところ、VCPではもう1段階サブステップがあることを見出した。2つのサブステップからなる回転運動の分子機構を解明するため、センサー残基やアルギニン・フィンガー残基の変異体を構築し、解析した。また、N末端側をマイカ上に固定する方法を確立し、実際にATP加水分解を行っているD2ドメインのATP加水分解サイクルにおける構造変化観察した。その結果、ATPサイクルにおいて、ポアの開閉が観察された。酵母由来の26Sプロテアソームの高速AFM観察を行い、26Sプロテアソームの安定的観察条件を見出したので、次に26Sプロテアソームとモデル基質タンパク質の複合体の観察を進めた。その結果、26Sプロテアソームの片方の制御ユニットにポリユビキチン鎖が結合してふらふら動く様子が観察できた。微小管を切断するAAA型シャペロンkataninについて、ポア領域にある塩基性残基の機能的重要性を明らかにした。また、kataninの認識に必要な微小管構成サブユニットα-およびβ-チューブリンの酸性残基に富むC末端領域の重要性について検討した結果、α/β-チューブリン両方のC末端領域が切断活性に必要であることを明らかにし、kataninリングがα/β-チューブリン両方のC末端領域を同時に引っ張ることでチューブリンα/βヘテロ2量体を微小管から引き抜くというモデルを提唱した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (8 results)

All 2015 2014 Other

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

  • [Journal Article] Microtubule severing by katanin p60 AAA+ ATPase requires the C-terminal acidic tails of both α- and β-tubulins and basic amino acid residues in the AAA+ ring pore.2015

    • Author(s)
      Johjima, A., Noi, K., Nishikori, S., Ogi, H., Esaki, M., and Ogura, T.
    • Journal Title

      J. Biol. Chem.

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1074/jbc.M114.614768

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] AAAタンパク質kataninによる微小管切断におけるAAAドメインのpore領域の残基とtubulin C末端配列の重要性2014

    • Author(s)
      城島 愛、野井 健太郎、錦織 伸吾、荻 博次、江崎 雅俊、小椋 光
    • Organizer
      第37回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      横浜市 パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2014-11-25 – 2014-11-27
  • [Presentation] 高速原子間力顕微鏡によるAAAシャペロンp97の主要ATPase(D2)リングの構造変化の直接観察2014

    • Author(s)
      山本 大輔、野井 健太郎、有田 (森岡) 健一、小椋 光
    • Organizer
      第52回 日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      札幌市 札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [Presentation] Visualization of dynamics of the 26S proteasome and proteasome-substrate complexes by high-speed AFM2014

    • Author(s)
      Okuno, T., Noi, K., Okawa, A., Tsuchiya, H., Saeki, Y., Takahashi, K., Inobe, T., Yamanaka, K., and Ogura, T.
    • Organizer
      Key Forum: From Stem Cells to Organs
    • Place of Presentation
      熊本市 熊本市医師会館
    • Year and Date
      2014-09-04 – 2014-09-05
  • [Presentation] 高速原子間力顕微鏡によるAAAシャペロンp97の主要ATPase(D2)リングの直接観察2014

    • Author(s)
      山本 大輔、野井 健太郎、有田 (森岡) 健一、小椋 光
    • Organizer
      第14回 日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      横浜市 ワークピア横浜/横浜産貿ホールマリネリア
    • Year and Date
      2014-06-25 – 2014-06-27
  • [Remarks] 熊本大学発生医学研究所分子細胞制御分野のホームページ

    • URL

      http://mukb.medic.kumamoto-u.ac.jp/fukusei/index.html

  • [Remarks] 熊本大学発生医学研究所分子細胞制御分野 AAAのホームページ

    • URL

      http://mukb.medic.kumamoto-u.ac.jp/AAA/aaainfo.html

  • [Remarks] 熊本大学発生医学研究所のホームページ

    • URL

      http://www.imeg.kumamoto-u.ac.jp/index.html

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Published: 2016-06-01  

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