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蛋白質相互作用の速度論的調節機構に関する構造細胞生物学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 12J30003
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 構造生物化学
研究機関名古屋大学

研究代表者

小山 昌子  名古屋大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
3,960千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 360千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2013年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2012年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードCRM1 / Xpo1p / Yrb2p / Ran / 核細胞質間輸送 / X線結晶解析 / 反応速度論 / 核-細胞質間輸送 / Yrb2 / キネティクス解析 / 核膜孔 / Nup
研究実績の概要

Xpo1p (exportin 1, CRM1)は代表的なexportinであり、ロイシンリッチ核外輸送シグナル(NES)をもつ多様なcargoを核から細胞質へ一方向に輸送する。細胞内において輸送が効率的に行われるためには、核内でXpo1pがRanGTP依存的にcargoを積込む反応(核外輸送複合体の形成反応)が速やかに起こる必要がある。我々はこれまでに、核内に局在するRan結合蛋白質Yrb2pがXpo1p核外輸送複合体形成の反応速度を劇的に上昇させることを見出し、反応中間体に相当するXpo1p-Yrb2p-RanGTP複合体の結晶構造を2.22 A分解能で解いた。さらにXpo1p-cargo-RanGTP複合体(核外輸送複合体)の結晶構造も2.15 A分解能で解き、これらの構造比較からYrb2pによるXpo1p核外輸送複合体の形成促進機構のモデルを推測した。これまで、構造情報に基づいて作成した変異体を用いてin vitroおよびin vivoの検証実験を行いモデルを支持する結果を得てきたが、本年度はさらなる検証実験を行い、核内におけるYrb2pの作用機構を確立した。第一に、Yrb2pのRanBDがXpo1p-Yrb2p-RanGTP複合体から解離する反応のキネティクスを解析するための実験系を確立し、cargoがXpo1p-Yrb2p-RanGTP複合体に結合することによりYrb2pのRanBDの解離を促進することを明らかにした。また、出芽酵母の生細胞を用いてNuclear transport assayを行い、Yrb2pのFGリピートの機能的重要性を検証した。さらに、出芽酵母の生細胞内でYFP-Xpo1pとCFP-Yrb2p間で起こるFRETをacceptor photobleachingにより検出し、Xpo1pとYrb2pの核内における結合が、Xpo1pによるcargo核外輸送において重要であることを示した。以上の結果をまとめて、Cell Reports誌に論文を発表した。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] CRM1核外輸送複合体の形成と解体の構造基盤の解明と創薬への応用2015

    • 著者名/発表者名
      小山昌子、松浦能行
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 87 ページ: 41-48

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structural insights into how Yrb2p accelerates the assembly of the Xpo1p nuclear export complex2014

    • 著者名/発表者名
      Masako Koyama, Natsuki Shirai, and Yoshiyuki Matsuura
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 9 号: 3 ページ: 983-995

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2014.09.052

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Mechanistic insights from the recent structures of the CRM1 nuclear export complex and its disassembly intermediate2012

    • 著者名/発表者名
      Masako Koyama
    • 雑誌名

      BIOPHYSICS

      巻: 8 号: 0 ページ: 145-150

    • DOI

      10.2142/biophysics.8.145

    • NAID

      130003310839

    • ISSN
      1349-2942
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 出芽酵母の核局在型Ran結合蛋白質Yrb2pが核外輸送受容体CRM1への積み荷積載反応をスピードアップする機構の構造基盤2014

    • 著者名/発表者名
      小山昌子、白井菜月、松浦能行
    • 学会等名
      第32回染色体ワークショップ・第13回核ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      広島県廿日市市
    • 年月日
      2014-12-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 出芽酵母のRan結合蛋白質Yrb2pがXpo1p (CRM1)による核外輸送を促進する機構の構造基盤2014

    • 著者名/発表者名
      小山昌子、白井菜月、松浦能行
    • 学会等名
      第87回日本生化学会大会
    • 発表場所
      京都府京都市
    • 年月日
      2014-10-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 核内のRan結合蛋白質Yrb2がCRM1による核外輸送を促進する機構2013

    • 著者名/発表者名
      小山昌子
    • 学会等名
      第32回染色体ワークショップ・第13回核ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      神奈川県箱根
    • 年月日
      2013-11-26
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] アッセンブリーシャペロンが核外輸送を促進する機構の構造基盤2013

    • 著者名/発表者名
      小山昌子
    • 学会等名
      新学術領域研究(構造細胞生物学)領域全体会議
    • 発表場所
      山梨県清里
    • 年月日
      2013-06-20
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 核内のRan結合蛋白質Yrb2がCRM1による核外輸送を触媒的に促進する機構の構造基盤2012

    • 著者名/発表者名
      小山昌子
    • 学会等名
      第85回日本生化学会大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県)
    • 年月日
      2012-12-16
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Kinetic and X-ray crystallographic studies of assembly/disassembly of the CRMI nuclear export complex2012

    • 著者名/発表者名
      小山昌子
    • 学会等名
      第50回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      2012-09-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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