好中球NADPHオキシダーゼの細胞質から膜への信号変換に関する構造生物学的研究

• 研究課題/領域番号: 17048001
• 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: 北海道大学
• 研究代表者: 小椋 賢治 北海道大学, 大学院薬学研究院, 助手 (50270682)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 5,100千円 (直接経費: 5,100千円); 2006年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円); 2005年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
• キーワード: NADPHオキシダーゼ / SH3ドメイン / 核磁気共鳴 / X線結晶構造解析 / NADPHオキシターゼ / NMR

研究概要

好中球の活性酸素発生系にて活性酸素発生を触媒するNADPHオキシダーゼは細胞質因子(D47Dhox, p67phox, p40phox)と膜タンパク質(gp91phox, p22phox)の複合体である.NADPHオキシダーゼの活性化には,それぞれの因子の立体構造変化,および,それにより誘起される分子間相互作用の再構成が必須である.研究代表者は,細胞質因子タンパク質と膜タンパク質間において,オキシダーゼ活性化のシグナルが分子間でどのように伝達されていくのか,という間題点に関して,X線結晶構造解析およびNMRの手法を用いて,立体構造およびダイナミクスの見地からの解明を目指している.
p47phoxの分子認識機構(論文1および2)
好中球の活性酸素発生系にて活性酸素発生を触媒するNADPHオキシダーゼは細胞質因子と膜タンパク質の複合体である.活性酸素発生系の休止状態においては,細胞質因子p47phoxは分子内マスクされており,膜タンパク質p22phoxと結合できないが,細胞刺激にともない分子内マスクが解除され,p22phoxと結合し,活性酸素を発生できるようになる.研究代表者らは,核磁気共鳴の手法を用いて,活性化状態におけるp47phoxの立体構造を解析した.その結果,活性化状態の複合体立体構造において,p22phoxに関して従来考えられていた相互作用必須領域よりもC未端側に10アミノ酸残基程度延長した領域がp47phox-p22phoxタンパク質間相互作用に重要であることがわかった.

研究成果

• [雑誌論文] Activation of the superoxide-producing phagocyte NADPH oxidase requires co-operation between the tandem SH3 domains of p47phox in recognition of a polyproline type II helix and an adjacent alpha-helix of p22phox. (2006)
  • 著者名/発表者名: Nobuhisa I, Takeya R, Ogura K, Ueno N, Kohda D, Inagaki F, Sumimoto H
  • 雑誌名: Biochem J. 369 ページ: 183-183
• [雑誌論文] NMR solution structure of the tandem Src homology 3 domains of p47phox complexed with a p22phox-derived proline-rich peptide. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ogura K, Nobuhisa I, Yuzawa S, Takeya R, Torikai S, Saikawa K, Sumimoto H, Inagaki F
  • 雑誌名: J Biol Chem. 281 ページ: 3660-3660
• [雑誌論文] NMR solution structure of the tandem Src homology 3 domains of p47phox complexed with a p22phox-derived proline-rich peptide (2006)
  • 著者名/発表者名: Ogura, K.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 281 ページ: 3660-3660
• [雑誌論文] 好中球活性酸素発生系を制御する蛋白質p47^<phox>の新規分子認識機構 (2005)
  • 著者名/発表者名: 小椋賢治
  • 雑誌名: 蛋白質核酸酵素 50 ページ: 1233-1233
• [雑誌論文] 1H, 13C and 15N resonance assignments of the backbone and methyl groups of the 24 kDa tetratricopeptide repeat domain in p67(phox). (2005)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, S.
  • 雑誌名: Journal of Biomolecular NMR 32 ページ: 176-176