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X線結晶解析による金属蛋白質の構造生物化学

研究課題

研究課題/領域番号 12147206
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

箱嶋 敏雄  奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (00164773)

研究分担者 北野 健  奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助手 (40346309)
岡田 健吾  奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助手 (60304169)
清水 敏之  奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助手 (30273858)
研究期間 (年度) 2000 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
51,400千円 (直接経費: 51,400千円)
2004年度: 10,000千円 (直接経費: 10,000千円)
2003年度: 9,900千円 (直接経費: 9,900千円)
2002年度: 14,500千円 (直接経費: 14,500千円)
2001年度: 17,000千円 (直接経費: 17,000千円)
キーワードX線 / 構造生物学 / 金属 / ジストニア / アロステリック
研究概要

X線結晶解析により金属蛋白質、およびその制御蛋白質やシグナル分子(あるいは基質)との複合体の結晶構造を決定し、得られた三次元構造をもとに金属の果たす役割とその制御メカニズムを解明することを目的とした。特に、制御蛋白質などとの相互作用を通して、金属を含むセンサーあるいは活性部位の配向や構造、蛋白質内部での金属周辺の環境や金属の配位状態がどのように変化して、活性等の切り換え(スウィッチ)機構が達成されるかを主眼にして、研究を推進した。
MgイオンあるいはMnイオンを必須として(2-metal center)、枝分かれしたDNAを切りそろえるFEN-1 (flap endonuclease 1)の構造解析と機能解析を完了して、論文発表した。
このFEN-1は、5'末端突出DNA (flap DNA)を特異的に切断する構造特異的ヌクレアーゼであり、DNA複製ではラギング鎖の岡崎フラグメントのRNAプライマーを、塩基除去修復では損傷塩基を含むオリゴヌクレオチドを切断除去する。FEN-1の酵素活性は、この酵素をDNAに固定するDNAクランプであるproliferating cell nuclear antigen (PCNA)と結合することによって、大幅に促進される。ヒト由来のFEN-1とPCNAとの複合体結晶構造をもとに、両者間の相互作用には、ドメイン-ドメインのものと、ドメイン-ペプチド性のものがあり、FEN-1のコアドメインとPCNAリングとの相互作用がFEN-1を不活性な、しかしDNA上の移動には都合のよい、状態に保つというメカニズムを提唱し、変異実験による解析によって、証明した。
また、FEN-1、PCNA、DNAの三者複合体の結晶化については、今後の展開に期待できるところまで、推進することができた。

報告書

(5件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (5件) 文献書誌 (21件)

  • [雑誌論文] Structural basis for recruitment of human flap endonuclease 1 to PCNA.2005

    • 著者名/発表者名
      S.Sakurai
    • 雑誌名

      EMBO J 24・4

      ページ: 683-693

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Crystal-structure of the protein histidine phosphatase SixA in the multistep His-Asp phospharelay.2005

    • 著者名/発表者名
      K.Hamada
    • 雑誌名

      Genes to Cells 10・1

      ページ: 1-11

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Structural basis of biopterin-induced inhibition of GTP cyclohydrolase I by GFRP, its feedback regulatory proteins.2004

    • 著者名/発表者名
      N.Maita
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 279・49

      ページ: 51534-51540

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Crystal structure of the inhibitory GTP Cyclohydrolase I and GFRP complex2004

    • 著者名/発表者名
      T.Hatakeyama
    • 雑誌名

      Pterins, Folates and Neurotransmitters in Molecular Medicine

      ページ: 16-19

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 核酸分子認識とその機能を中心とした構造生物学2004

    • 著者名/発表者名
      箱嶋 敏雄
    • 雑誌名

      日本結晶学会誌 46

      ページ: 201-208

    • NAID

      10013129619

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] Sakurai, S.: "Preparation and crystallization of human flap endonuclease FEN-1 in complex with proliferating-cell nuclear antigen, PCNA."Acta Crystallogr.D. D59・5. 933-935 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Hakoshima, T.: "Structural basis of the Rho GTPase signaling."J.Biochem.(Tokyo). 134・3. 327-331 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Shimizu, T.: "Parallel coiled-coil association of the RhoA-binding domain in Rho-kinase."J.Biol.Chem.. 278・46. 46046-46051 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Hakoshima, T.: "Nature Encyclopedia of the Human Genome, Vol.3"Nature Pub. Group. 1023 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Terawaki: "Crystallographic characterization of the radixin FERM domain bound to the C-terminal region of the human Na^+/H^+ exchanger regulatory factor (NHERF)"Acta Crystallogr. D. 59・1. 177-179 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hamada: "Structural basis of adhesion protein recognition by ERM proteins revealed by the crystal structure of the FERM/ICAM-2 complex"EMBO J.. 22・3. 502-514 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Sakurai: "Preparation and crystalization of human flap endonuclease FEN-1 in complex with proliferating cell nuclear antigen, PCNA"Acta Crystallogr. D. (印刷中). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 箱嶋 敏雄: "Rhoシグナリングの構造生物学"生化学「特集:構造生物学の最前線」(稲垣冬彦・箱崎敏雄編). 74・10. 1237-1242 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Shimizu: "Structural basis for neurofibromatosis Type 2: Crystal structure the Merlin FERM domain of Merlin"J. Biol. Chem.. 277・12. 10332-10336 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 北野 健: "ポストシーケンス タンパク質実験法 第3巻 構造機能解析の基礎(上)"東京化学同人. 23 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Maita, N.: "Crystal structure of the stimulatory complex of GTP cyclohydrolase I and its feedback regulatory protein GFRP"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 99・3. 1213-1217 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Shimizu, T.: "Crystal strucuture of the FERM domain of Merlin, the neurofibromatosis2(NF-2)tumor suppressor protein"J. Biol. Chem.. (印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Hamada, K.: "Crystallization and preliminary crystallographic studies RhoGDI in complex with the radixin FERM domain"Acta Cryst. D. Biol. Crystallogr.. 57・6. 889-890 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Hamada, K.: "Crystallographic characterization of the radixin FERM domain bound to the cytosolic tail of the adhesion protein ICAM-2"Acta Cryst. D. Biol. Crystallogr.. 57・6. 891-892 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Ishikawa, H.: "Structural conversion between open and closed forms of radixin : low-angle shadowing electron microscopy"J. Mol. Biol.. 310・5. 973-978 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Maita, N.: "Crystallographic characterization of the stimulatory and inhibitory complexes of GTP cyclohydrase I and its feedback reguratory protein, GFRP"Acta Cryst. D. Biol. Crystallogr.. 57・8. 1153-1156 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hamada: "Structural basis of the membrane-targeting"EMBO J.. 19(17). 4449-4462 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Fuju: "Structural basis for the DNA recognition"Nature Struct.Biol.. 7(10). 889-893 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Shimizu: "An open conformation of switch I"J.Biol.Chem.. 275(24). 18311-18317 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hamada: "Crystallographic characterization of the "Acta Crystallegr.D. 56. 922-923 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ihara: "Crystallization and prelimiuarg"Acta Crgstallogr.D. 56. 1042-1044 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2018-03-28  

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