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蛋白質間相互作用解析のための新しい解析法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 10179101
研究種目

特定領域研究(A)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関大阪大学 (2000-2001)
横浜国立大学 (1998-1999)

研究代表者

阿久津 秀雄  大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (60029965)

研究分担者 片岡 幹雄  奈良先端科学技術大学院大学, 教授 (30150254)
佐藤 衛  横浜市立大学, 大学院・総合理学研究科, 教授 (60170784)
甲斐荘 正恒  東京都立大学, 大学院・理学研究科, 教授 (20137029)
山崎 俊夫  大阪大学, 蛋白質研究所, 助教授 (60273710)
月原 冨武  大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (00032277)
相本 三郎  大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (80029967)
研究期間 (年度) 1998 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
132,200千円 (直接経費: 132,200千円)
2001年度: 30,800千円 (直接経費: 30,800千円)
2000年度: 34,700千円 (直接経費: 34,700千円)
1999年度: 32,000千円 (直接経費: 32,000千円)
1998年度: 34,700千円 (直接経費: 34,700千円)
キーワード蛋白質間相互作用 / タンパク質区分標識法 / NMR / 溶液構造決定法 / マジック角試料回転 / 固体NMR / Ab initio X線結晶構造解析法 / チオエステル法 / 部分セグメント標識法 / 立体・位置特異的重水素化 / 固体高分解能多次元NMR / 安定同位体標識 / X線溶液散乱法 / 電子顕微鏡単粒子解析 / 第3世代放射光 / 多波長異常分散法 / タンパク質相互作用 / 情報伝達 / X線結晶構造解析 / 電子顕微鏡 / 同位体標識 / X線小角散乱
研究概要

A03班はタンパク質間相互作用解析のための新しい方法論の開発で大きな成果を上げた。
1)大きなタンパク質の構造解析を目指して、インテインを用いたタンパク質の区分標識法を開発した。これは2本と3本の断片に分けて行うことが可能であることが示された。構造既知のRNA polymerase α sub unit C-domain, Maltose binding protein, ATP合成酵素βサブユニットに適用して成功した。特に、ATP合成酵素βサブユニットのように50kDa以上のタンパク質に対して有効であることを世界で初めて示した意義は大きい。さらに、スペクトルを簡単化する方法として、ほぼ全てのアミノ酸について必要最小限のプロトン以外を重水素科したアミノ酸の合成法を確立し、それらを用いて無細胞的にタンパク質合成する方法を確立した。これは我が国独自の独創的方法である。2)溶液NMRやX線結晶構造解析で研究することが困難な情報伝達タンパク質の構造と相互作用を明らかにすることを目的として、マジック角試料回転(MAS)下での固体多次元NMR法の開発を進めた。可能な限り多くの情報を得るために安定同位体均一標識試料を用いることを目標とした。情報変換で重要なGタンパク質を活性化する機能があるマストパランXを主な対象として、シグナルの配列帰属法のための様々なパルス系列を開発し、タンパク質のシグナル配列帰属法を確立した。コンスタントタイム回転共鳴による距離決定法を開発して、これをマストパランXと脂質の相互作用の解析に適用した。3)非結晶学的対称Ab initio法に基づくウイルスのX線結晶構造解析法の開発を行った。この方法を用いて直径70nm、質量70000kDaのイネ萎縮病ウイルスの構造を3.5Åの分解能で決定した。この中で、同じタンパク質サブユニットが異なる構造と相互作用を取りうることが示された。これは巨大タンパク質複合体を解析する上でのブレークスルーとなる重要な成果である。4)タンパク質間相互作用解析に必要な試料のために、チオエステルによるシステイン含有タンパク質の合成、リン酸化ポリペプチド化学合成、発現タンパク質をC末端セグメントとして用いる長鎖ペプチド合成等の合成法を開発し、本特定領域研究全体の研究者に様々な試料を提供した。また、膜貫通ドメインを2箇所有するATP合成酵素サブユニットcの合成と精製に成功した。

報告書

(5件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (38件)

  • [文献書誌] TozaWa, K.: "Functions and ATP-binding responses of the twelve histidine residues in the TF_1-AT Pase β subunit"J.Biochem.. 130. 527-533 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hanaoka, S.: "NMR Structure of the hRap1 Myb Motif Reveals a Canonical Three-hekix Bundle Lacking the Positive Surface Cnarge Typical of Myb DNA-Binding Domains"J.Mol.Biol.. 312. 167-175 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Riek, R.: "[^<13>C,^<13>C]-and [^<13>C,^1H]-TROSY in a Triple resonance Experiment for Ribose-base Intrabase Correlations in Nuclei Acids"J.Am.Chem.Soc.. 123. 658-664 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yuzawa, S.: "Solution structure of Grbz reveals extensive flexibility necessary of target recognition"J.Mol.Biol.. 306. 527-537 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ida, K.: "The 1.55 A resolution structure of Nicotiana alata S_<F11>-RNase associated with gametophytic self-incompatibility"J.Mol.Biol.. 314. 103-112 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tanaka, H.: "X-ray Crystalline Structure of Pyrnolidine Carboxyl peptidase from a Hyperthenmophile, Pyrococcus furiosus, and Its Cys-Free Mutant"J.Biochem.. 130. 107-118 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tozawa, K.: "Functions and ATP-binding responses of the twelve histidine residues in the TF_1-AT Pase β subunit"J. Biochem.. Vol. 130. 527-533 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hanaoka, S.: "NMR Structure of the hRap1 Myb Motif Reveals a Canonical Three-hekix Bundle Lacking the Positive Surface Cnarge Typical of Myb NDA-Binding Domains"J. Mol. Biol.. Vol. 312. 167-175 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Riek, R.: "[^<13>C, ^<13>C]-and [^<13>C, ^1H]-TROSY in a Triple resonance Experiment for Ribose-base intrabase Correlations in Nuclei Acids"J. Am. Chem. Soc.. Vol. 123. 658-664 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yuzawa, S.: "Solution structure of Grbz reveals extensive flexibility necessary of target recognition"J. Mol. Biol.. Vol. 306. 527-537 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ida, K.: "The 1.55 A resolution structure of Nicotiana alata S_<F11>-Rnase associated with gametophytic self-incompatibility"J. Mol. Biol.. Vol. 314. 103-112 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tanaka, H.: "X-ray Crystalline Structure of Pymolidine Carboxyl peptidase from a Hyperthenmophile, Pyrococcus furiosus, and Its Cys-Free Mutant"J. Biochem.. Vol. 130. 107-118 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Tozawa 外5名: "Functions and ATP-binding responses of the twelve histidine residues in the TF_1-ATPase β subunit"J. Biochem.. 130. 527-533 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Hanaoka 外6名: "NMR Structure of the hRap1 Myb Motif Reveals a Canonical Three-helix Bundle Lacking the Positive Surface Change Typical of Myb DNA-Binding Domains"J. Mol. Biol.. 312. 167-175 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] R.Riek 外4名: "[^<13>C,^<13>C] -and [^<13>C,^1H] -TROSY in a Triple Resonance Experiment for Ribose -base Intrabase Correlations in Nuclei Acids"J. Am. Chem. Soc.. 123. 658-664 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Yuzawa 外8名: "Solution structure of Grb2 reveals extensive flexibility necessary for target recognition"J. Mol. Biol.. 306. 527-537 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ida 外8名: "The 1,55 A resolution structure of Nicotiana alata SF11-RNase associated with gametophytic self-incompatibility"J. Mol. Biol.. 314. 103-112 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.Tanaka 外6名: "X-ray Crystalline Structure of Pyrrolidine carboxyl peptidase from a Hyperthermophile, Pynococcus furiosus, and Its Cys-Free Mutant"J. Biochem.. 130. 107-118 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Fujiwara 外2名: "Compound radio-frequency driven recoupling pulce sequences for efficient vaguetization transfer by nomounaclear dipolar interaction under magic angle spinning coudition"J.Magu.Reson.. 145. 73-83 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Mishima 外2名: "Intermolacular ^<31>P-^<15>N and ^<31>P-^1H scalar coupling across hydrogen bouds formed between a protein and a uncleotide"J.Am.Chem.Soc.. 122. 5883-8884 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] N.Utsunominga-Tate 外6名: "Reelin Molecules Assemble Together to Foum a large Protein Complex, which is Inhibited by the Functional-blocking CR-50 Antibody"Pnoc.Natl.Acad.Sci.USA. 97. 9729-9734 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Oka 外5名: "Time-resolved X-ray diffraction reveale multiple conformations in the M-N transition of the bacteriorhodopciu photocycle"Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 97. 14278-14282 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Mitsuhashi 外8名: "X-ray structure of b-carbonic anhydrase from the red alga, porphyridium purpureum., reveals a novel catalytic site for CO_2 hydration"J.Biol.Chem.. 275. 5521-5526 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Otomo 外4名: "Structure of the heterodimenic complex between CAD domains of CAD and ICAD"Nature Strut.Biol.. 7. 658-662 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K. Nomura: "Determination of the Complete Structure of a Uniformly Labeled Molecule by Rotational Resonance Solid-State NMR in the Tilted Rotational Frame"J. Am. Chem. Soc.. 121. 4064-4065 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] C. Fernandz: "Conformational Changes of the BS2 Operator DNA Complex Formation with the Antennapedia Homeodomain Assessed by ^<13>C/^<15>N Labeling of the DNA"J. Mol. Biol.. 292. 609-617 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Nagata T.: "Structure and interactions with RNA of the N-terminal UUAG-specific domain of hnRNP D0"J. Mol. Biol.. 287. 221-237 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Nagata T.: "Structure, backbone dynamics and interactions with RNA of the C-terminal RNA-binding domain of a mouse neural RNA-binding protein, Musashi1"J. Mol. Biol.. 287. 315-330 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Takanori Otomo: "NMR observation of selected segments in a larger proteins : central-segment isotope labeling through intein-mediated ligation"Biochemistry. 38. 16040-16044 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] H. Yagi: "Functional conformational changes in the TF, ATPase βsubunit probed by twelve tyrosine residues"Biophys. J.. 77. 2175-2183 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 阿久津秀雄・河野敬一: "多核NMR 自然を複眼で見る"廣川書店. 147 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Fujiwara: "Multidimensional solid-state NMR for determining dihedral angle from the correlation of ^<13>C-^1H and ^<13>C-^<13>C dipolar interactions under magic-angle spinning conditions." J.Chem.Phys.109. 2380-2309 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] K.Pervushin.: "NMR Scalar Coupling Across Watson-Crick Base Pair Hydrogen Bonds in DNA Observed by TROSY" Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 95. 14147-14151 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] K.Haneda,: "Chemo-enzymatic synthesis of calcitonin derivatives containing N-linked origosaccharides" Bioorg.Medi.Chem.Lett.8. 1303-1306 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] S.Yoshikawa: "Redox-Coupled Crystal Structural Change in Bovine Herart Cytochrome c Oxidase." Science. 280. 1723-1729 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ihara: "Evolution of the Archaeal Rhodopsins: Evolution Rate Changes by Gene Duplication and Functional Differentiation." J.Mol.Biol.285. 163-174 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Masayuki Oda: "Thermodynamics of specific and non-specific DNA binding by the c-Myb DNA-binding domain." J.Mol.Biol.276. 571-590 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 片平正人: "核酸の構造と機能、生命薬学テキストシリーズ:物理化学上下(分担)" 共立出版(印刷中), (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2018-03-28  

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