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アッセンブリーシャペロンが関わるプロテアソームの動的成熟過程の活写

Publicly Offered Research

Project AreaNovel measurement techniques for visualizing 'live' protein molecules at work
Project/Area Number 17H05890
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Complex systems
Research InstitutionNagoya City University

Principal Investigator

矢木 宏和  名古屋市立大学, 大学院薬学研究科, 講師 (70565423)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥13,000,000 (Direct Cost: ¥10,000,000、Indirect Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2018: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2017: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Keywordsプロテアソーム / 超分子質量分析装置 / 原子間力顕微鏡 / 量子ビーム散乱法 / アッセンブリー中間体 / アッセンブリー過程 / 高速AFM
Outline of Annual Research Achievements

昨年度までに、CPの構成サブユニットであるα7とα6が7:1で含まれるヘテロオクタマーが形成されるヘテロ8量体の形成過程に関して、高速AFM解析によって2重リング構造を形成しているα7の14量体に対して単量体のα6が相互作用することで、2重リング構造が開裂し、α7の1重リング構造の中心にα6が結合しするプロセスを示してきた(Kozai et. al.Sci. Rep. 2017, 7: Article No. 15373. )。本年度はこうした開裂が他のサブユニット中で起きるかどうかを調べたところ、α6サブユニット以外では、唯一α4サブユニットに認められることをゲル濾過クロマトグラフィーと超分子質量分析にて明らかにした。一方で、α7の14量体のX線結晶構造をもとに、α7のN末端側のセグメントの欠失変異体やアミノ酸変異体を作成することで、α7の14量体形成を阻害したα7モノマー改変体を作成することに成功した。さらには、モノマー改変体α7に対して、各αサブユニットを加えたところ、α4とα6のみが特異的にα7変異体と多量体形成をすることを見出した。このようにして掲載された多量体をAFM解析や電子顕微鏡像で解析したところ、こうした2つのサブユニットからなる複合体はヘテロ14量体のダブルリング構造を形成していることを見出した(Sekiguchi et.al.Int. J. Mol. Sci. 2019, 20: Article No. 2308.)。このように、本研究では、超分子質量分析、高速AFM、および電子顕微鏡を利用することで、プロテアソームの中間体構造のキャラクタライズを通じて、自己組織化機構について新たな知見を得ることができている。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Mutational and Combinatorial Control of Self-Assembling and Disassembling of Human Proteasome α Subunits2019

    • Author(s)
      Taichiro Sekiguchi, Tadashi Satoh, Eiji Kurimoto, Chihong Song, Toshiya Kozai, Hiroki Watanabe, Kentaro Ishii, Hirokazu Yagi, Saeko Yanaka, Susumu Uchiyama, Takayuki Uchihashi, Kazuyoshi Murata and Koichi Kato
    • Journal Title

      Int. J. Mol. Sci.

      Volume: 20 Issue: 9 Pages: 2308-2308

    • DOI

      10.3390/ijms20092308

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Conversion of functionally undefined homopentameric protein PbaA into a proteasome activator by mutational modification of its C-terminal segment conformation2018

    • Author(s)
      M. Yagi-Utsumi, A. Sikdar, T. Kozai, R. Inoue, M. Sugiyama, T. Uchihashi, H. Yagi, T. Satoh, and K. Kato
    • Journal Title

      Protein Engineering, Design, and Selection

      Volume: 31 Issue: 1 Pages: 29-36

    • DOI

      10.1093/protein/gzx066

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Two-step process for disassembly mechanism of proteasome α7 homo-tetradecamer by α6 revealed by high-speed atomic force microscopy2017

    • Author(s)
      Kozai, T., Sekiguchi, T., Satoh, T., Yagi, H., Kato, K., Uchihashi, T.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 7(1) Issue: 1 Pages: 15373-15373

    • DOI

      10.1038/s41598-017-15708-8

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] プロテアソームαサブユニットの自己組織化2019

    • Author(s)
      佐藤匡史,関口太一郎,石井健太郎,Chihong Song,小財稔矢,渡辺大輝,矢木宏和,矢木真穂,谷中冴子,栗本英治,内橋貴之,村田和義,内山 進,加藤晃一
    • Organizer
      平成30年度 日本生物物理学会中部支部講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Characterization of the“scrap-and-build” process in the proteasome α ring formation2018

    • Author(s)
      Taichiro Sekiguchi, Tadashi Satoh, Kentaro Ishii1, Hirokazu Yagi, and Koichi Kato
    • Organizer
      1st ExCELLS Symposium
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Characterization of the “scrap-and-build” process in the proteasome α ring formation2018

    • Author(s)
      Taichiro Sekiguchi, Tadashi Satoh, Kentaro Ishii, Hirokazu Yagi, Koichi Kato
    • Organizer
      第56回 日本生物物理学会年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Assembly and disassembly mechanisms of proteasome revealed by multilateral biophysical approaches The 4th Polish Korean Conference“Protein Folding: Theoretical and Experimental Approaches”2018

    • Author(s)
      Hirokazu Yagi
    • Organizer
      The 4th Polish Korean Conference“Protein Folding: Theoretical and Experimental Approaches”
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 構造に基づいたプロテアソームのサブユニット集合メカニズムの理解2018

    • Author(s)
      関口太一朗,河村裕樹,栗本英治,矢木宏和,佐藤匡史,加藤晃一
    • Organizer
      第5回 将来を見据えた生体分子の構造・機能解析から分子設計に関する研究会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 超分子質量分析によるプロテアソーム構成サブユニットの相互作用解析2018

    • Author(s)
      石井健太郎,関口太一朗,矢木宏和,佐藤匡史,内山 進,加藤晃一
    • Organizer
      平成29年度中部支部講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] α7サブユニットを起点としたαリング形成中間体の同定と構造解析2017

    • Author(s)
      関口太一朗,河村裕樹,石井健太郎,Chihong Song,村田和義,栗本英治,内山 進,矢木宏和,佐藤匡史,加藤晃一
    • Organizer
      第81回 日本生化学会中部支部例会・シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] アッセンブリーシャペロンが関わるプロテアソームの動的成熟過程の活写2017

    • Author(s)
      矢木宏和
    • Organizer
      新学術領域研究「動的構造生命」第3回 班会議
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 高速原子間力顕微鏡で可視化するタンパク質の動的秩序2017

    • Author(s)
      内橋貴之,杉山翔吾,小財稔矢,與語理那,谷中冴子,佐藤匡史,矢木宏和,盛 徹也,Carl Johnson,安藤敏夫,加藤晃一
    • Organizer
      第17回 日本蛋白質科学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 高速 AFM 観察で明らかにされた α7 ホモ 14 量体の α6 による解体過程2017

    • Author(s)
      小財稔矢,佐藤匡史,矢木宏和,内橋貴之,加藤晃一
    • Organizer
      第55回 日本生物物理学会年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 試験管内再構成系を利用したプロテアソームアッセンブリー機構の解析2017

    • Author(s)
      河村裕樹,関口太一朗,栗本英治,矢木宏和,佐藤匡史,加藤晃一
    • Organizer
      日本病院薬剤師東海ブロック・日本薬学会東海支部 合同学術大会2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2019-12-27  

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