質量分析による蛋白質複合体形成動的メカニズムの解明

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Dynamical ordering of biomolecular systems for creation of integrated functions
• Project/Area Number: 26102530
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 内山 進 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90335381)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 分析科学 / 蛋白質 / バイオテクノロジー

Outline of Annual Research Achievements

分子複合体の構造解析は、多くの場合、X 線結晶解析、NMR、電子顕微鏡、により行われている。本研究では未変性状態での質量分析（Native MS）により複雑な分子複合体の形成機構の解明を行い、分子複合体形成機構の解明を行うことを目的とした。研究対象としては、20S プロテアソームのαリングを形成するサブユニットの内、α6、α7 サブユニットに着目して研究を行った。まず、それぞれのαサブユニットについて、Native MSを行った。その結果、α６サブユニットは、ほぼ単量体として存在しており、α7サブユニットは14量体を形成していることが明らかとなった。α7サブユニットの14量体形成については、結晶構造解析との結果と一致した。その後、α7サブユニットに対して、α６サブユニットの添加実験を行った。その結果、α6サブユニットは、α7サブユニットに直接結合することが明らかとなった。さらに、α6サブユニットの結合により、α7サブユニットの14量体は二つの7量体に解離し、単量体のα6サブユニットと結合することが明らかとなった。これらの結果より、以下のモデルの提唱を行った。α7サブユニットは、溶液中で7量体と14量体との平衡関係にあるが、この結合は非常に強く、ほぼ14量体を形成している。そこにα6が添加されると、14量体の形成が不安定化され、7量体に解離し、α6-α7ヘテロ8量体を形成する。この成果により、プロテアソームの形成には、各サブユニットの結合反応が関わっているのではなく、各サブユニット複合体が、ダイナミックな離合集散を通じて関与することが明らかとなった。これらの成果は、Scientic Reportに掲載された。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Small-molecule inhibition of PTPRZ reduces tumor growth in a rat model of glioblastoma. (2016)
  • Author(s): Fujikawa A, Nagahira A, Sugawara H, Ishii K, Imajo S, Matsumoto M, Kuboyama K, Suzuki R, Tanga N, Noda M, Uchiyama S, Tomoo T, Ogata A, Masumura M, Noda M.
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 6 Pages: 20473.
  • DOI: 10.1038/srep20473.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Disassembly of the self-assembled, double-ring structure of proteasome α7 homo-tetradecamer by α6. (2015)
  • Author(s): Ishii K, Noda M, Yagi H, Thammaporn R, Seetaha S, Satoh T, Kato K, Uchiyama S.
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 5 Pages: 18167
  • DOI: 10.1038/srep18167.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] pH-Dependent Assembly and Segregation of the Coiled-Coil Segments of Yeast Putative Cargo Receptors Emp46p and Emp47p. (2015)
  • Author(s): Ishii K, Enda H, Noda M, Kajino M, Kim A, Kurimoto E, Sato K, Nakano A, Kobayashi Y, Yagi H, Uchiyama S, Kato K.
  • Journal Title: PLoS One. Volume: 10 Pages: e0140287.
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0140287.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant