蛋白質の翻訳後修飾と細胞内シグナル伝達に関連した因子の構造基盤

• 研究領域: 翻訳後修飾によるシグナル伝達制御の分子基盤と疾患発症におけるその破綻
• 研究課題/領域番号: 22117007
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 石谷 隆一郎 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (90361568)
• 研究分担者: 濡木 理 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10272460)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 125,450千円 (直接経費: 96,500千円、間接経費: 28,950千円); 2014年度: 24,440千円 (直接経費: 18,800千円、間接経費: 5,640千円); 2013年度: 25,740千円 (直接経費: 19,800千円、間接経費: 5,940千円); 2012年度: 27,560千円 (直接経費: 21,200千円、間接経費: 6,360千円); 2011年度: 27,300千円 (直接経費: 21,000千円、間接経費: 6,300千円); 2010年度: 20,410千円 (直接経費: 15,700千円、間接経費: 4,710千円)
• キーワード: X線結晶構造解析 / タンパク質翻訳後修飾 / 細胞内シグナル伝達 / NF-κBシグナル伝達経路 / TGF-βシグナル伝達経路

研究成果の概要

蛋白質の翻訳後修飾は，細胞内シグナル伝達や細胞機能の制御において重要な役割を果たしている．本研究では，まず，炎症反応にかかわるシグナル伝達因子cGAMPの産生酵素cGASの構造解析を行い，そのDNA結合特異的な活性化の構造的メカニズムを解明した．また，われわれはNF-κB経路におけるシグナル伝達の制御にかかわる因子A20の亜鉛フィンガーモチーフと直鎖状ユビキチンとの複合体の構造を解明し，その制御メカニズムを明らかにした．そして，TBF-βシグナル経路にかかわるdnHLH蛋白質HHMの結晶構造解析を行い，その自己阻害型構造を明らかにした．

研究成果

• [雑誌論文] Structural basis for the facilitative diffusion mechanism by SemiSWEET transporter (2015)
  • 著者名/発表者名: Lee Y, Nishizawa T, Yamashita K, Ishitani R, Nureki O
  • 雑誌名: Nat Commun 巻: 6 号: 1 ページ: 6112-6112
  • DOI: 10.1038/ncomms7112
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Crystal structure of Escherichia coli YidC, a membrane protein chaperone and insertase (2014)
  • 著者名/発表者名: Kumazaki, K., Kishimoto, T., Furukawa, A., Mori, H., Tanaka, Y., Dohmae, N., Ishitani, R., Tsukazaki, T., and Nureki, O.
  • 雑誌名: Scientific reports 巻: 4 号: 1 ページ: 7299-7299
  • DOI: 10.1038/srep07299
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structural basis for ion selectivity revealed by high-resolution crystal structure of Mg(2+) channel MgtE (2014)
  • 著者名/発表者名: Takeda H, Hattori M, Nishizawa T, Yamashita K, Shah ST, Caffrey M, Maturana AD, Ishitani R, Nureki O
  • 雑誌名: Nat Commun 巻: 5 号: 1 ページ: 5374-5374
  • DOI: 10.1038/ncomms6374
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The non-canonical hydroxylase structure of YfcM reveals a metal ion-coordination motif required for EF-P hydroxylation (2014)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi K, Katz A, Rajkovic A, Ishii R, Branson OE, Freitas MA, Ishitani R, Ibba M, Nureki O
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 42 号: 19 ページ: 12295-12305
  • DOI: 10.1093/nar/gku898
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray crystallographic analysis of YfcM: an important factor for EF-P hydroxylation (2014)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi K, Suzuki T, Dohmae N, Ishitani R, Nureki O
  • 雑誌名: Acta Crystallogr F Struct Biol Commun 巻: 70 号: 9 ページ: 1236-1239
  • DOI: 10.1107/s2053230x14015726
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of YidC, a membrane-protein chaperone and insertase from Bacillus halodurans. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kumazaki, K., Tsukazaki, T., Nishizawa, T., Tanaka, Y., Kato, H.E., Nakada-Nakura, Y., Hirata, K., Mori, Y., Suga, H., Dohmae, N., Ishitani, R. and Nureki, O.
  • 雑誌名: Acta Crystallographica Section F Structural Biology Communications 巻: 70 号: 8 ページ: 1056-1060
  • DOI: 10.1107/s2053230x14012540
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structure of Saccharomyces cerevisiae mitochondrial Qri7 in complex with AMP (2014)
  • 著者名/発表者名: Tominaga T, Kobayashi K, Ishii R, Ishitani R, Nureki O
  • 雑誌名: Acta Crystallogr F Struct Biol Commun 巻: 70 号: 8 ページ: 1009-1014
  • DOI: 10.1107/s2053230x14014046
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Expression, purification, crystallization and preliminary X-ray crystallographic analysis of Enpp6 (2014)
  • 著者名/発表者名: Morita J, Kato K, Mihara E, Ishitani R, Takagi J, Nishimasu H, Aoki J, Nureki O
  • 雑誌名: Acta Crystallogr F Struct Biol Commun 巻: 70 号: 6 ページ: 794-799
  • DOI: 10.1107/s2053230x14008929
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Crystal structure of a claudin provides insight into the architecture of tight junctions (2014)
  • 著者名/発表者名: Suzuki H, Nishizawa T, Tani K, Yamazaki Y, Tamura A, Ishitani R, Dohmae N, Tsukita S, Nureki O, Fujiyoshi Y
  • 雑誌名: Science 巻: 344 号: 6181 ページ: 304-307
  • DOI: 10.1126/science.1248571
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structural basis for Sec-independent membrane protein insertion by YidC. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kumazaki, K., Chiba, S., Takemoto, M., Furukawa, A., Nishiyama, K., Sugano, Y., Mori, T., Dohmae, N., Hirata, K., Nakada-Nakura, Y., Maturana, A.D., Tanaka, Y., Mori, H., Sugita, Y., Arisaka, F., Ito K., Ishitani, R., Tsukazaki, T. and Nureki, O.
  • 雑誌名: Nature 巻: 509 号: 7501 ページ: 516-520
  • DOI: 10.1038/nature13167
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Crystal structure of Saccharomyces cerevisiae mitochondrial GatFAB reveals a novel subunit assembly in tRNA-dependent amidotransferases (2014)
  • 著者名/発表者名: Araiso Y, Huot JL, Sekiguchi T, Frechin M, Fischer F, Enkler L, Senger B, Ishitani R, Becker HD, Nureki O
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 42 号: 9 ページ: 6052-6063
  • DOI: 10.1093/nar/gku234
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structural Basis for Potent Inhibition of SIRT2 Deacetylase by a Macrocyclic Peptide Inducing Dynamic Structural Change (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamagata, K., Goto, Y., Nishimasu, H., Morimoto, J., Ishitani, R., Dohmae, N., Takeda, N., Nagai, R., Komuro, I., Suga, H., Nureki, O
  • 雑誌名: Structure 巻: 22 号: 2 ページ: 345-352
  • DOI: 10.1016/j.str.2013.12.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural and functional analyses of DNA-sensing and immune activation by human cGAS (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Kato, Ryohei Ishii, Eiji Goto, Ryuichiro Ishitani, Fuminori Tokunaga, and Osamu Nureki
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 号: 10 ページ: e76983-e76983
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0076983
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis for dynamic mechanism of proton-coupled symport by the peptide transporter POT. (2013)
  • 著者名/発表者名: Doki, S., Kato, H. E., Solcan, N., Iwaki, M., Koyama, M., Iwase, N., Tsukazaki, T., Sugita, Y., Kandori, H., Newstead, S., Ishitani, R., and Nureki, O.
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States 巻: 110 号: 28 ページ: 11343-11348
  • DOI: 10.1073/pnas.1301079110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural Basis for the Counter-Transport Mechanism of a H+/Ca2+ Exchanger (2013)
  • 著者名/発表者名: Nishizawa T, Kita S, Maturana AD, Furuya N, Hirata K, Kasuya G, Ogasawara S, Dohmae N, Iwamoto T, Ishitani R, Nureki O
  • 雑誌名: Science 巻: 341 号: 6142 ページ: 168-172
  • DOI: 10.1126/science.1239002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Screening and X-ray crystal structure-based optimization of autotaxin (ENPP2) inhibitors, using a newly developed fluorescence probe (2013)
  • 著者名/発表者名: Mitsuyasu Kawaguchi
  • 雑誌名: ACS chemical biology 巻: 8 号: 8 ページ: 1713-1721
  • DOI: 10.1021/cb400150c
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis for the drug extrusion mechanism by a MATE multidrug transporter (2013)
  • 著者名/発表者名: Y・ Tanaka, C・J・ Hipolito, A・D・ Maturana, K・ Ito, T・ Kuroda, T・ Higuchi, T・ Katoh, H・E・ Kato, M・ Hattori, K・ Kumazaki, T・ Tsukazaki, R・ Ishitani, H・ Suga, O・ Nureki
  • 雑誌名: Nature 巻: 496 号: 7444 ページ: 247-51
  • DOI: 10.1038/nature12014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of Cex1p reveals the mechanism of tRNA trafficking between nucleus and cytoplasm (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Nozawa, R. Ishitani, T. Yoshihisa, M. Sato, F. Arisaka, S. Kanamaru, N. Dohmae, D. Mangroo, B. Senger, H. D. Becker and O. Nureki
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 巻: 41 号: 6 ページ: 3901-3914
  • DOI: 10.1093/nar/gkt010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression, purification, crystallization and preliminary X-ray crystallographic analysis of Zucchini from Drosophila melanogaster (2012)
  • 著者名/発表者名: Fukuhara S, Nishimasu H, Bonnefond L, Matsumoto N, Ishitani R, Nureki O
  • 雑誌名: Acta Crystallogr 巻: F68 号: 11 ページ: 1346-1350
  • DOI: 10.1107/s1744309112038936
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure and function of Zucchini endoribonuclease in piRNA biogenesis. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nishimasu, Hirotsugu Ishizu
  • 雑誌名: Nature 巻: 491 号: 7423 ページ: 284-287
  • DOI: 10.1038/nature11509
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of Enpp1, an extracellular glycoprotein involved in bone mineralization and insulin signaling (2012)
  • 著者名/発表者名: Kato K, Nishimasu H, Okudaira S, Mihara E, Ishitani R, Takagi J, Aoki J, Nureki O
  • 雑誌名: Proc. Natl Acad. Sci. U. S. A. 巻: 109 号: 42 ページ: 16876-16881
  • DOI: 10.1073/pnas.1208017109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Dynamics Simulation of Autotaxin : Roles of the Nuclease-like Domain and the Glycan Modification. (2012)
  • 著者名/発表者名: Michio Koyama, Hiroshi Nishimasu, Ryuichiro Ishitani, Osamu Nureki
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 巻: 116 号: 39 ページ: 11798-11808
  • DOI: 10.1021/jp303198u
  • 査読あり
• [雑誌論文] Specific recognition of linear polyubiquitin by A20 zinc finger 7 is involved in NF-κB regulation (2012)
  • 著者名/発表者名: Tokunaga F, Nishimasu H, Ishitani R, Goto E, Noguchi T, Mio K, Kamei K, Ma A, Iwai K, Nureki O
  • 雑誌名: EMBO J. 巻: 31 号: 19 ページ: 3856-3870
  • DOI: 10.1038/emboj.2012.241
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis for translation termination by archaeal RF1 and GTP-bound EF1α complex. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kan Kobayashi, Kazuki Saito, Ryuichiro Ishitani, Koichi Ito, Osamu Nureki
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 巻: 40 号: 18 ページ: 9319-9328
  • DOI: 10.1093/nar/gks660
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression, purification, crystallization and preliminary X-ray crystallographic analysis of Enpp1 (2012)
  • 著者名/発表者名: Kato K, Nishimasu H, Mihara E, Ishitani R, Takagi J, Aoki J, Nureki O
  • 雑誌名: Acta Crystallogr 巻: F68 号: 7 ページ: 778-782
  • DOI: 10.1107/s1744309112019306
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure of a dominant-negative helix-loop-helix transcriptional regulator suggests mechanisms of autoinhibition (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishii R
  • 雑誌名: EMBO Journal 巻: 31 号: 11 ページ: 2541-2552
  • DOI: 10.1038/emboj.2012.77
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of the channelrhodopsin light-gated cation channel (2012)
  • 著者名/発表者名: Hideaki E.Kato, Feng Zhang, Ofer Yizhar, Charu Ramakrishnan, Tomohiro Nishizawa, Kunio Hirata, Jumpei Ito, Yusuke Aita, Tomoya Tsukazaki, Shigehiko Hayashi, Peter Hegemann, Andres D.Maturana, Ryuichiro Ishitani, Karl Deisseroth, Osamu Nureki
  • 雑誌名: Nature 巻: 482 号: 7385 ページ: 369-374
  • DOI: 10.1038/nature10870
  • 査読あり
• [雑誌論文] A 3D view of autotaxin (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishimasu H, Ishitani R, Aoki J, Nureki O
  • 雑誌名: Trends Pharmacol Sci 巻: 33 号: 3 ページ: 138-145
  • DOI: 10.1016/j.tips.2011.12.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray diffraction of the first periplasmic domain of SecDF, a translocon-associated membrane protein, from Thermus thermophilus (2011)
  • 著者名/発表者名: Echizen Y, Tsukazaki T, Dohmae N, Ishitani R, Nureki O
  • 雑誌名: Acta Cryst 巻: F67 号: 4 ページ: 376-380
  • DOI: 10.1107/s1744309106007779
  • 査読あり
• [雑誌論文] tructure and function of SecDF, a protein export-enhancing membrane component (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsukazaki, T., et al
  • 雑誌名: Nature 巻: 475 号: 7350 ページ: 235-238
  • DOI: 10.1038/nature09980
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of autotaxin and insight into GPCR activation by lipid mediators (2011)
  • 著者名/発表者名: Nishimasu H, 他, Ishitani R, Takagi J, Aoki J, Nureki O
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 巻: 18 ページ: 205-212
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis for nonribosomal peptide synthesis by an aminoacyl-tRNA synthetase paralog (2011)
  • 著者名/発表者名: Bonnefond L, (他), Ishitani R, Nureki O.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 108 ページ: 3912-3917
  • 査読あり
• [雑誌論文] Omnipotent role of archaeal elongation factor 1 alpha (EF1α) in translational elongation and termination, and quality control of protein synthesis. (2010)
  • 著者名/発表者名: Saito K, Kobayashi K, (他), Ishitani R, Nureki O, Ito K
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 107 ページ: 19242-19247
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of a novel JmjC-domain-containing protein, TYW5, involved in tRNA modification (2010)
  • 著者名/発表者名: Kato M, (他), Ishitani R, Nureki O
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: (掲載確定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis for mRNA surveillance by archaeal Pelota and GTP-bound EF1α complex (2010)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi K, (他), Ishitani R, Inada T, Nureki O
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 107 ページ: 17575-17579
  • NAID: 10030494636
  • 査読あり
• [雑誌論文] C-terminal domain of archaeal O-phosphoseryl-tRNA kinase displays large-scale motion to bind the 7-bp D-stem of archaeal tRNASec (2010)
  • 著者名/発表者名: Sherrer RL, (他), Ishitani R, Ho JM, Soll D, Nureki O
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: (掲載確定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expanding role of the Jumonji C domain as an RNA hydroxylase (2010)
  • 著者名/発表者名: Noma A, Ishitani R, Kato M, Nagao A, Nureki O, Suzuki T
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 285 ページ: 34503-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure of an archaeal non-discriminating glutamyl-tRNA synthetase : a missing link in the evolution of Gln-tRNAGln formation (2010)
  • 著者名/発表者名: Nureki O, (他), Ishitani R
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 38 ページ: 7286-7297
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular mechanisms underlying the early stage of protein translocation through the Sec translocon (2010)
  • 著者名/発表者名: Mori T, Ishitani R, Tsukazaki T, Nureki O, Sugita Y
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 49 ページ: 945-950
  • 査読あり
• [学会発表] 先端放射光を用いたチャネル・トランスポーターの高分解能構造解析と分子機構の解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石谷隆一郎
  • 学会等名: 日本放射光学会
  • 発表場所: 草津市，滋賀
  • 年月日: 2015-01-11
  • 招待講演
• [学会発表] 炎症応答に関わる因子とその機能をモデュレートする化合物の構造生物学 ― Cyclic GMP-AMP合成酵素の結晶構造 ― (2014)
  • 著者名/発表者名: 石谷隆一郎
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜市，神奈川
  • 年月日: 2014-11-25
  • 招待講演
• [学会発表] 炎症応答に関わる因子の構造生物学 Cyclic GMP-AMP合成酵素の結晶構造 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石谷隆一郎
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都市左京区，京都
  • 年月日: 2014-10-16
  • 招待講演
• [学会発表] Crystal structure of channelrhodopsin ― a light-gated cation channel ― (2014)
  • 著者名/発表者名: 石谷隆一郎
  • 学会等名: 16th International Congress on Photobiology
  • 発表場所: Universidad Nacional de Cordoba,Argentina
  • 年月日: 2014-09-08
  • 招待講演
• [学会発表] Crystal structure of YidC reveals a membrane protein insertion mechanism (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryuichiro Ishitani
  • 学会等名: Gordon Research Conference on Ligand recognition & molecular gating
  • 発表場所: Ventura CA, USA
• [学会発表] シグナル伝達にかかわる因子Autotaxinの構造ベース創薬 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石谷隆一郎
  • 学会等名: 日本薬学会
  • 発表場所: 熊本市、熊本県
  • 招待講演
• [学会発表] Structural basis for mRNA surveillance by archaeal Pelota and GTP-bound EF1α complex (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryuichiro Ishitani
  • 学会等名: EMBO Conference "Eukaryotic RNA Turnover: From Structural Insights to Diseases"
  • 発表場所: Strasbourg, France
• [学会発表] 最先端のマイクロビームラインと計算機シミュレーションを用いた膜輸送体の構造生物学 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石谷隆一郎
  • 学会等名: 蛋白質科学会
  • 発表場所: 鳥取市、鳥取県
  • 招待講演
• [学会発表] 古細菌由来Pelota・EF1α・GTP複合体によるmRNA品質管理機構の構造基盤 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石谷隆一郎
  • 学会等名: 日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2010-12-07
• [図書] 酵素利用技術大系-基礎・解析から改変・高機能化・産業利用まで-(1章1節2) (2010)
  • 著者名/発表者名: 石谷隆一郎、荒磯裕平、野澤佳世
  • 総ページ数: 800
  • 出版者: エヌ・ティー・エス
• [備考]
  • URL: http://www.nurekilab.net/