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タンパク質の一生 : 細胞における生熟、移動、品質管理

研究課題

研究課題/領域番号 14037217
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関東京工業大学

研究代表者

吉田 賢右  東京工業大学, 資源科学研究所, 教授 (90049073)

研究期間 (年度) 2002 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
163,000千円 (直接経費: 163,000千円)
2006年度: 32,000千円 (直接経費: 32,000千円)
2005年度: 32,000千円 (直接経費: 32,000千円)
2004年度: 32,000千円 (直接経費: 32,000千円)
2003年度: 30,000千円 (直接経費: 30,000千円)
2002年度: 37,000千円 (直接経費: 37,000千円)
キーワードGroEL / prion / Sup35 / ClpB / FtsH / Hsp104 / DnaK / シャペロン / 分子シャペロン / シャペロニン / プリオン / 脱凝集
研究概要

GroELにGroESと変性タンパク質の両方が結合している中間体があり,これが閉じこめを保証していることを見いだし, Two timer mechanismとして提案した。内部にタンパク質を閉じこめたGroEL/GroES複合体の結晶構造を解いた。内部に閉じ込められていた蛋白質を数十種類、同定した。分子量はみな5万以下だったが、そのネイテイブな構造には明らかな共通性は見いだせなかった。GroEL-GroESはATPを消費して、シャペロン活性を示す。ところが、これがADPでも進行する、という報告があった。ADP中に混入しているATPを除きミオキナーゼを阻害するとATPでなければ反応は進行しないことがわかった。
Sup35は酵母のプリオンと言われ,遺伝学からSup35線維の成長や解裂に分子シャペロンHsp104が関与していることが示唆されている。1線維観察で, Hsp104が線維の全長にわたって結合し、酵母の粗抽出液の中の未知の因子と協力して線維を切断することを見出した。また, X線回折から, Sup35線維の構造について,クロスβよりもβヘリックスが示唆された。
ClpBは, Hsp104の細菌のホモログであり, Hsp70(DnaK), Hsp40(DnaJ)と協力して凝集したタンパク質の脱凝集・再生をおこなう。ClpBの結晶構造を解いた。長大なヘリックスが6角形のリングの外側に突き出しているユニークな構造であった。
ATP依存性の膜プロテアーゼFtsHのATPaseドメインの結晶解析に成功し、次にプロテアーゼドメイン、さらに両者を含む可溶性膜外部分(sFtsH)の結晶解析に成功した。sFtsHは、6量体であるが、しかし、6回対称ではなく3回対称であった。すなわち、となりあったプロトマーが違った構造(openとclosed)をしており、これが交互に構造遷移をして基質となるポリペプチドを引き込むというモデルが示唆された。

報告書

(6件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2007 2006 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件) 文献書誌 (6件)

  • [雑誌論文] Structural Stability of Covalently Linked GroES Heptamer : Advantages in the Formation of Oligomeric Structure.2007

    • 著者名/発表者名
      Sakane I, Hongo K, Motojima F, Murayama S, Mizobata T, Kawata Y
    • 雑誌名

      J Mol Biol. 367(4)

      ページ: 1171-1185

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Structure of the whole cytosolic region of ATP-dependent protease FtsH.2006

    • 著者名/発表者名
      Suno R, Niwa H, Tsuchiya D, Zhang X, Yoshida M, Morikawa K.
    • 雑誌名

      Mol. Cell. 22

      ページ: 575-585

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure of the whole cytosolic region of ATP-dependent protease FtsH2006

    • 著者名/発表者名
      Suno R, Niwa H, Tsuchiya D, Zhang X, Yoshida M, Morikawa K.
    • 雑誌名

      Mol. Cell. 22

      ページ: 575-585

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structure of the whole cytosolic region of ATP-dependent protease FtsH.2006

    • 著者名/発表者名
      Suno R, Niwa H, Tsuchiya D, Zhang X, Yoshida M, Morikawa K
    • 雑誌名

      Mol cell. 22(5)

      ページ: 575-585

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Probing dynamics and conformational change of the GroEL-GroES complex by 13C NMR spectroscopy2006

    • 著者名/発表者名
      Nishida N, Motojima F, Idota M, Fujikawa H, Yoshida M, Shimada I, Kato K
    • 雑誌名

      J Biochem (Tokyo). 140(4)

      ページ: 591-598

    • NAID

      10018841857

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Leu-309 plays a critical role in the encapsulation of substrate protein into the internal cavity of GroEL2006

    • 著者名/発表者名
      Koike-Takeshita, A., Shimamura, T., Yokoyama, K., Yoshida, M., Taguchi, H.
    • 雑誌名

      J.Blol.Chem., 281

      ページ: 962-967

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] ATP-binding to NBD1 of the ClpB chaperone induces motion of the long coiled-coil, stabilizes the hexamer and activates NBD22005

    • 著者名/発表者名
      Watanabe, Y., Takano, M., Yoshida, M.
    • 雑誌名

      J.Blol.Chem. 280

      ページ: 24562-24567

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] HsplO4 binds to yeast Sup35 prion fiber but needs other factor(s)to sever it.2004

    • 著者名/発表者名
      Inoue Y, Taguchi H, Kishimoto A, Yoshida M.
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem、 279

      ページ: 52319-23

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] GroEL mediates protein folding with a two successive timer mechanism.2004

    • 著者名/発表者名
      T. Ueno, H. Taguchi, H. Tadakuma, M. Yoshida, T. Funatsu
    • 雑誌名

      Mol. Cell. 14

      ページ: 423-434

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Hsp 104 binds to yeast Sup35 prion fiber but needs other factor(s) to sever it2004

    • 著者名/発表者名
      Inoue Y, Taguchi H, Kishimoto A, Yoshida M.
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem. 279

      ページ: 52319-23

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] GroEL mediates protein folding with a two successive timer mechanism.2004

    • 著者名/発表者名
      T. Ueno, H. Taguchi, H. Tadakuma, M. Yoshida, T. Funatsu
    • 雑誌名

      Mol. Cell 14

      ページ: 423-434

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crystal Structure of the Native Chaperonin Complex from Thermus thermophilus Revealed Unexpected Asymmetry at the cis-Cavity.2004

    • 著者名/発表者名
      Shimamura T, Koike-Takeshita A, Yokoyama K, Masui R, Murai N, Yoshida M, Taguchi H, Iwata S.
    • 雑誌名

      Structure 12

      ページ: 1471-1480

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Trigger Factor from Thermus thermophilus Is a Zn^<2+>-Dependent Chaperone2004

    • 著者名/発表者名
      Suno, R., Taguchi, H., Odaka, M., Yoshida, M.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 279

      ページ: 6380-6384

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] β-helix is a likely core structure of yeast prion Sup35 amyloid fibers2004

    • 著者名/発表者名
      Kishimoto, A., Hasegawa, K., Suzuki, H., Taguchi, H., Namba K., Yoshida, M.
    • 雑誌名

      Biochem.Biophys.Res.Comm. 315

      ページ: 739-745

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Trigonal DnaK-DnaJ complex vs free DnaK and DnaJ ; heat stress converts the former to the latter and only the latter can do disaggregation in cooperation with ClpB.2004

    • 著者名/発表者名
      Watanabe YH, Yoshida M.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 279

      ページ: 15723-15727

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] GroEL Mediates Protein Folding with a Two Successive Timer Mechanism2004

    • 著者名/発表者名
      Ueno, T., Taguchi, H., Tadakuma, H., Yoshida, M., Funatsu, T.
    • 雑誌名

      Mol.Cell 14

      ページ: 423-434

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] BeFx stops chaperonin cycle of GroEL/GroES and generates a complex with double folding chambers2004

    • 著者名/発表者名
      Hideki Taguchi, Keigo Tsukuda, Fumihiro Motojima, Ayumi Koike-Takeshita, Masasuke Yoshida
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 279

      ページ: 45737-45743

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Hsp104 binds to yeast sup35 prion fiber but needs other factor(s) to sever it2004

    • 著者名/発表者名
      Yuji Inoue, Hideki Taguchi, Aiko Kishimoto, Masasuke Yoshida
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 279

      ページ: 52319-52323

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [学会発表] SFB Meeting on Molecular Machines in Protein Folding and Translocation2003

    • 著者名/発表者名
      Masasuke Yoshida
    • 学会等名
      New nechanism of chaperonin
    • 発表場所
      ドイツ, ミュンヘン
    • 年月日
      2003-11-19
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [学会発表] SFB Meeting on Molecular Machines in Protein Folding and Translocation2003

    • 著者名/発表者名
      Masasuke Yoshida
    • 学会等名
      New nechanism of chaperonin
    • 発表場所
      Munich, Germany
    • 年月日
      2003-11-19
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Motojima, F., Yoshida, M.: "Discrimination of ATP, ADP, and AMPPNP by Chaperonin GroEL : hwxokinase treatment revealed the exclusive role of ATP"J.Biol.Chem.. 2278. 26648-26654 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Lee, S., Sowa, M.E., Watanabe, Y., Sigler, P.B., Chiu, W., Yoshida, M., Tsai, F.T.F: "The Structure of ClpB : A Molecular Chaperone that Rescues Proteins from an Aggregated State"Cell. 115. 229-240 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Suno, R., Taguchi, H., Odaka, M., Yoshida, M.: "Trigger Factor from Thermus thermophilus Is a Zn^<2+-> Dependent Chaperone"J.Biol.Chem.. 279. 6380-6384 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Makyio H, et al.: "Stabilization of FtsH-unfolded protein complex by binding of ATP and blocking of protease"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 296. 8-12 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Niwa H, et al.: "Hexameric ring structure of the ATPase domain of the membrane-integrated metalloprotease FtsH from Thermus thermophilus HB8"Structure. 10. 1415-1423 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshida T. et al.: "Archaeal group II chaperonin mediates protein folding in the cis-cavity without a detachable GroES-like co-chaperonin"J.Mol.Biol.. 315. 73-85 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2018-03-28  

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