• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

構造生物学的手法によるユビキチン-プロテアソーム系の分子認識および作動機構の解析

Research Project

Project/Area Number 04J06128
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Biological pharmacy
Research InstitutionNagoya City University

Principal Investigator

坂田 絵理  名古屋市立大学, 大学院薬学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2004 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2006: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2005: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsユビキチン結合酵素(E2) / ユビキチンリガーゼ(E3) / Nedd8 / NMR / X線結晶構造解析 / ユビキチン / ポリユビキチン鎖 / アタキシン / 神経変性疾患 / Ufm1 / ユビキチン様モディファイヤー / マシャド・ジョセフ病 / パーキン / α-シヌクレイン / hHR23a / 常染色体劣性若年性パーキンソン症候群
Research Abstract

細胞周期の進行などに関わるユビキチンリガーゼ(E3)であるSCF複合体は、ユビキチン様タンパク質であるNedd8により修飾され、活性化されることが知られている。私は構造生物学的手法を用いてNedd8化修飾によるE3の活性化機構の解明を目指した。
NMR解析により、Nedd8はIle44を中心とする疎水性表面を用いてUbc4と相互作用する一方で、Nedd8自身のE2であるUbc12とNedd8は相互作用しないことを明らかにした。Nedd8はUbc4のN末端セグメントに結合することを示した。興味深いことに、Ubc4分子表面上でNedd8結合部位とE3結合部位は隣接していることが判明した。さらに両者の相互作用部位をアラニンに1残基置換した各種変異体を作成し、変異が基質のユビキチン化に及ぼす影響を解析した。その結果、Nedd8変異体およびUbc4変異体がともにSCF複合体への活性化能が損なわれていることを明らかにした。以上の成果をもとに、ひとたびNedd8修飾を受けたSCF複合体はNedd8自身のE2であるUbc12を排除しつつ、Rbx1と協働してユビキチンのE2であるUbc4を選択的にリクルートすることにより、高いE3活性を獲得しているというモデルを提唱する。
さらに、ユビキチンと共有結合を介して連結したUbc4 (Ubc4-Ub)の構造解析を行った。Ubc4の85番目のシステイン残基をセリンに置換した変異体を用いて、E1を用いた酵素反応によりユビキチンをエステル結合を介して連結させ、Ubc4-Ub複合体を調製した。蒸気拡散法によりUbc4-Ub複合体の結晶化に成功した。この結晶を用いて大型放射光施設を利用してX線回折実験を行い、その原子座標を2.2Åの分解能で決定した。本研究により、ユビキチン鎖形成反応の構造的基盤を与えることができた。

Report

(3 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2007 2006 2005 2004

All Journal Article (6 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Direct interactions between NEDD8 and ubiquitin E2 conjugating enzymes upregulate cullin-based E3 ligase activity.2007

    • Author(s)
      Sakata E, Yamaguchi Y, Miyauchi Y, Iwai K, Chiba T, Saeki Y, Matsuda N, Tanaka K, Kato K.
    • Journal Title

      Nature Structural & Molecular Biology 14・2

      Pages: 167-168

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Evolutionally conserved intermediates between ubiquitin and NEDD8.2006

    • Author(s)
      Kitahara R, Yamaguchi Y, Sakata E, Kasuya T, Tanaka K, Kato K, Yokoyama S, Akasaka K
    • Journal Title

      Journal of Molecular Biology 363・2

      Pages: 395-404

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 構造生物学からみたユビキチン系2006

    • Author(s)
      坂田 絵理, 加藤 晃一
    • Journal Title

      蛋白質・核酸・酵素 増刊号「ユビキチンとオートファジー」 51

      Pages: 1437-1441

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Solution structure and dynamics of Ufm1, a ubiquitin-fold modifier 1.2006

    • Author(s)
      Sasakawa H, Sakata E, Yamaguchi Y, Komatsu M, Tatsumi K, Kominami E, Tanaka K, Kato K.
    • Journal Title

      Biochem Biophys Res Commun. (in press)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] 14-3-3eta is a novel regulator of parkin ubiquitin ligase.2006

    • Author(s)
      Sato S, Chiba T, Sakata E, Kato K, Mizuno Y, Hattori N, Tanaka K.
    • Journal Title

      EMBO J. 25・1

      Pages: 211-221

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] ユビキチンリガーゼの機能発現の構造的基盤2004

    • Author(s)
      坂田絵理, 田中啓二, 加藤晃一
    • Journal Title

      細胞工学 23

      Pages: 825-831

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Book] タンパク質科学-構造・物性・機能 第12章 細胞内タンパク質分解2005

    • Author(s)
      加藤晃一, 坂田絵理, 大隈良典
    • Total Pages
      14
    • Publisher
      化学同人
    • Related Report
      2005 Annual Research Report

URL: 

Published: 2004-04-01   Modified: 2024-03-26  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi