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リン酸化で制御される、RNA結合性マルチドメインタンパク質全長の構造研究

研究課題

研究課題/領域番号 15J05593
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 生物物理学
研究機関首都大学東京

研究代表者

小林 彩保  首都大学東京, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2016年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードNrd1 / Cpc2 / RRM / 構造解析 / NMR / SAXS / RNA / リン酸化
研究実績の概要

Nrd1は4つのRRMドメインを持つ分裂酵母のRNA結合タンパク質で、細胞質分裂時のアクトミオシン環の収縮に必須なミオシンIIの軽鎖をコードするCdc4のmRNAに結合し安定化することで、細胞質分裂を制御することが知られている。この過程において、Nrd1はpmk1によりリン酸化され、ストレス顆粒が形成される。
リン酸化によりどのような影響があるのかを調べるために、リン酸化ミミック体を用いた実験を行った。リン酸化されたスレオニンの負電荷を模倣し、Nrd1のスレオニン残基をグルタミン酸やアスパラギン酸に置換した変異体を調製し、NMR測定を行った。その結果、RRM1-2領域におけるリン酸化ミミック体は、野生型のスペクトルとは一致せず、分離したピークはRRM2単独のスペクトルと非常に近いことが明らかとなった。また、RRM1単独領域のリン酸化ミミック体のスペクトルは、線幅が広く分離していないため、立体構造がほどけ、さらに凝集を起こしていることが示唆された。Nrd1はリン酸化されていない状態ではRRM1とRRM2の間にドメイン間相互作用が存在するものの、リン酸化されるとRRM1の構造が崩れ、RRM1とRRM2の間の相互作用が失われた状態になっていることが考えられる。そしてNrd1がリン酸化されるとRRM1の構造が崩れ、Nrd1全体の凝集性に影響を及ぼし、ストレス顆粒の形成が促進されているのではないかと推察される。
共にストレス顆粒を形成する重要な因子であるCpc2とNrd1の相互作用の解析を行った。また、相互作用部位を構造的に明らかにするために、Cpc2の構造を決定した。決定した構造及び示唆された相互作用部位に基づき、リボソーム40SサブユニットやmRNAを巻き込んだストレス顆粒形成による翻訳停止機構の一端を推察した。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Chemical shift assignments of the first and second RRMs of Nrd1, a fission yeast MAPK-target RNA binding protein2017

    • 著者名/発表者名
      Ayaho KobayashiTeppei KanabaRyosuke SatohYutaka ItoReiko SugiuraMasaki Mishima
    • 雑誌名

      Biomolecular NMR Assignments

      巻: 印刷中 号: 2 ページ: 123-126

    • DOI

      10.1007/s12104-017-9731-1

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 転写抑制補因子の複合体形成におけるCK2によるリン酸化の分子スイッチとしての役割2015

    • 著者名/発表者名
      三島 正規,小林 彩保,金場 哲平
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 87 号: 2 ページ: 258-261

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2015.870258

    • NAID

      40020461744

    • ISSN
      0037-1017
    • 年月日
      2015-04-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Structural studies of Nrd1, a multi-domain RNA binding protein in solution2016

    • 著者名/発表者名
      Ayaho Kobayashi
    • 学会等名
      The Global Human Resource Program Bridging across Physics and Chemistry
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-01-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Structural study of the an RNA-binding protein Nrd1 by combination approach using NMR and SAXS2016

    • 著者名/発表者名
      Ayaho Kobayashi, Kan Nagai, Ryosuke Satoh, Toshinobu Fujiwara, Yutaka Ito, Reiko Sugiura, Masaki Mishima
    • 学会等名
      The XXVIIth International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems
    • 発表場所
      Kyoto
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] NMRとSAXSによるRNA結合性マルチドメインタンパク質Nrd1の構造解析2016

    • 著者名/発表者名
      小林彩保,永井敢,佐藤亮介,伊藤隆,杉浦麗子,三島正規
    • 学会等名
      第55回NMR討論会
    • 発表場所
      広島
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] NMRとSAXSによるRNA結合タンパク質Nrd1の構造解析2015

    • 著者名/発表者名
      小林彩保
    • 学会等名
      第16回若手NMR研究会
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      2015-09-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] A structural study of the RNA-binding protein Nrd12015

    • 著者名/発表者名
      Ayaho Kobayashi
    • 学会等名
      EMBO Practical Course : Structure, dynamics and function of biomacromolecules by NMR
    • 発表場所
      ドイツ
    • 年月日
      2015-07-31
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] RNA結合性マルチドメインタンパク質Nrd1の溶液状態における構造解析2015

    • 著者名/発表者名
      小林彩保、佐藤亮介、藤原俊伸、伊藤隆、杉浦麗子、三島正規
    • 学会等名
      第15回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      2015-06-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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