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細胞内膜系で機能するG蛋白質の存在様式とGサイクル制御機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 17H03981
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物系薬学
研究機関武蔵野大学

研究代表者

堅田 利明  武蔵野大学, 薬学部, 教授 (10088859)

研究分担者 福山 征光  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 講師 (20422389)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2019年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2018年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2017年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
キーワードDiRas / SmgGDS / RhoA / Rag / アシル基転移酵素 / Rac / GEF / 阻害剤 / Rac阻害剤 / 必須アミノ酸 / FLCN / sestrin / szt2 / 生化学 / 細胞情報伝達機構 / Gタンパク質
研究成果の概要

G蛋白質は生物の生存と適応を支配する中心的な分子です。その存在様式と制御機構の分子レベルでの理解は生理応答一般及びその失調による疾患の発症機構の把握につながると期待されます。生物は多様な側面からGサイクルを利用し、外部刺激に応答しています。本研究では、カビから線虫、ヒトまで様々な生物のGサイクルを生化学、遺伝学、構造生物学などの多面的解析手法で調査し、smgGDS蛋白質による新しいGサイクル活性化機構、G蛋白質ARL8bの胎発生期の必要性、G蛋白質Ragと遺伝学的相互作用を引き起こす分子群の同定、真菌における菌糸形成制御に関与するGサイクルの同定という多くの知見を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

G蛋白質を中心とした細胞内シグナル伝達系は、多様な生物の現象に関与する。一方で、Gサイクルを制御する分子群がどのように外界からのシグナルに応じて機能するのかはまだよくわかっていませんでした。本研究では、細胞内のシグナル伝達のON/OFFを切り替える低分子量G 蛋白質を調節する分子群を同定するとともに、一部の蛋白質構造を明らかにしました。本研究は、生物のGサイクルが外的環境へと応答する精緻な機構を明らかにするとともに、疾患の発症の根底にあるGサイクルの異常を生体ホメオスタシスの維持機構という観点から解明するための基盤を提供することと期待されます。

報告書

(4件)
  • 2020 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Loss of the small GTPase Arl8b results in abnormal development of the roof plate in mouse embryos2019

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Keisuke、Yamaguchi Yoshifumi、Kishi Yusuke、Kikko Yorifumi、Takasaki Kanako、Maeda Yurie、Matsumoto Yudai、Oka Miho、Miura Masayuki、Ohata Shinya、Katada Toshiaki、Kontani Kenji
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 24 号: 6 ページ: 436-448

    • DOI

      10.1111/gtc.12687

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] COPII proteins exhibit distinct subdomains within each ER exit site for executing their functions2019

    • 著者名/発表者名
      Maeda Miharu、Kurokawa Kazuo、Katada Toshiaki、Nakano Akihiko、Saito Kota
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 7346-7346

    • DOI

      10.1038/s41598-019-43813-3

    • NAID

      120007169371

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Decreased conformational stability in the oncogenic N92I mutant of Ras-related C3 botulinum toxin substrate 12019

    • 著者名/発表者名
      Toyama Y, Kontani K, Katada T, Shimada I.
    • 雑誌名

      Sci. Adv.

      巻: 5 号: 8

    • DOI

      10.1126/sciadv.aax1595

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hedgehog-related Genes Regulate Reactivation of Quiescent Neural Progenitors in Caenorhabditis Elegans2019

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Kume , Hirohisa Chiyoda , Kenji Kontani, Toshiaki Katada, Masamitsu Fukuyama
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun .

      巻: 520 号: 3 ページ: 532-537

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.10.045

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conformational landscape alternations promote oncogenic activities of Ras-related C3 botulinum toxin substrate 1 as revealed by NMR2019

    • 著者名/発表者名
      Toyama Yuki、Kontani Kenji、Katada Toshiaki、Shimada Ichio
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 5 号: 3

    • DOI

      10.1126/sciadv.aav8945

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] GEF mechanism revealed by the structure of SmgGDS-558 and farnesylated RhoA complex and its implication for a chaperone mechanism2018

    • 著者名/発表者名
      Shimizu Hikaru、Toma-Fukai Sachiko、Kontani Kenji、Katada Toshiaki、Shimizu Toshiyuki
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 115 号: 38 ページ: 9563-9568

    • DOI

      10.1073/pnas.1804740115

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Small GTPase R-Ras participates in neural tube formation in zebrafish embryonic spinal cord.2018

    • 著者名/発表者名
      Ohata S, Uga H, Okamoto H, Katada T.
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Res. Commun.

      巻: 501 ページ: 786-790

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure-based analysis of the guanine nucleotide exchange factor SmgGDS reveals armadillo-repeat motifs and key regions for activity and GTPase binding2017

    • 著者名/発表者名
      Shimizu H, Toma-Fukai S, Saijo S, Shimizu N, Kontani K, Katada T and Shimizu T
    • 雑誌名

      J Biol Chem

      巻: 292 号: 32 ページ: 13441-13448

    • DOI

      10.1074/jbc.m117.792556

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Arl8b is required for lysosomal degradation of maternal proteins in the visceral yolk sac endoderm of mouse embryos2017

    • 著者名/発表者名
      Oka M, Hashimoto K, Yamaguchi Y, Saitoh SI, Sugiura Y, Motoi Y, Honda K, Kikko Y, Ohata S, Suematsu M, Miura M, Miyake K, Katada T and Kontani K
    • 雑誌名

      J Cell Sci

      巻: 130 号: 20 ページ: 3568-3577

    • DOI

      10.1242/jcs.200519

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] TLR7 mediated viral recognition results in focal type I interferon secretion by dendritic cells2017

    • 著者名/発表者名
      Saitoh SI, Abe F, Kanno A, Tanimura N, Mori Saitoh Y, Fukui R, Shibata T, Sato K, Ichinohe T, Hayashi M, Kubota K, Kozuka-Hata H, Oyama M, Kikko Y, Katada T, Kontani K and Miyake K
    • 雑誌名

      Nat Commun

      巻: 8 号: 1 ページ: 1592-1592

    • DOI

      10.1038/s41467-017-01687-x

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 皮膚糸状菌p21-activated kinase PAKは菌糸形態に寄与する2021

    • 著者名/発表者名
      石井雅樹、大畑慎也、山田剛、宇賀英子、堅田利明
    • 学会等名
      第94回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 皮膚糸状菌Rac及びCDC42の菌糸成長における機能解析2020

    • 著者名/発表者名
      松原 理佳、石井 雅樹、高橋沙由美、堀越えみり、宇賀 英子、大畑 慎也、堅田 利明
    • 学会等名
      第64回日本薬学会関東支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 皮膚糸状菌Rhoファミリータンパク質及びそのGEFは菌糸成長に寄与する2020

    • 著者名/発表者名
      石井雅樹、山田剛、宇賀英子、堅田利明、大畑慎也
    • 学会等名
      第103回日本細菌学会関東支部総会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 個体成長と老化を司る栄養応答機構の分子遺伝学的解析2019

    • 著者名/発表者名
      福山 征光、千代田 大尚、堅田 利明
    • 学会等名
      群馬大学生体調節研究所 第5回内分泌代謝シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 必須アミノ酸欠乏を検知し線虫の個体成長を停止する遺伝学的経路の解明2019

    • 著者名/発表者名
      福山 征光、堅田 利明
    • 学会等名
      第92回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] cTAGE5 acts as a Sar1 GTPase regulator for collagen export2019

    • 著者名/発表者名
      aeda M, Sasaki N, Shiraiwa M, Yorimits T, Sato K, Katada T, Saito K.
    • 学会等名
      Gordon Research Conferences, Molecular Membrane Biology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dietary nutrients and genes that regulate growth in C. elegans.2019

    • 著者名/発表者名
      Fukuyama M. Katada T.
    • 学会等名
      The 9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Society Congress (FAOPS2019) 神戸国際会議場(兵庫県・神戸市)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Phosphorylation of TANGO1 regulates localization and function of ER exit sites.2018

    • 著者名/発表者名
      前田 深春、堅田 利明、齋藤 康太
    • 学会等名
      第70回 日本細胞生物学会/第51回 日本発生生物学会 合同大会 タワーホール船堀(東京都・江戸川区)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 新規グアニンヌクレオチド交換因子SmgGDSによるRhoA認識機構の構造基盤.2018

    • 著者名/発表者名
      清水 光、藤間 祥子、紺谷 圏二、堅田 利明、清水 敏之
    • 学会等名
      日本薬学会第138年会 神戸ポートアイランド(兵庫県・神戸市)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 頭部神経系と栄養貯蔵組織における栄養応答システムの協調機構の解明新学術創成研究機構2018

    • 著者名/発表者名
      福山征光
    • 学会等名
      金沢大学新学術創成研究機構 革新的統合バイオ研究コア 栄養・代謝研究ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] TANGO1はSec16をER exit siteにリクルートし、小胞体からの効率的なタンパク質分泌を可能にする.2017

    • 著者名/発表者名
      前田 深春、堅田 利明、齋藤 康太
    • 学会等名
      日本生化学会 第90回大会 JR金沢駅もてなしドーム(石川県・金沢市)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] C. elegansにおいて静止期前駆細胞の活性化を制御する食餌中の栄養分子と遺伝子の解明2017

    • 著者名/発表者名
      福山 征光
    • 学会等名
      第50回日本発生生物学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] Reproductive and Developmental Strategies, Diversity and Commonality in Animals2018

    • 著者名/発表者名
      Masamitsu Fukuyama
    • 出版者
      Springer Japan
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 武蔵野大学薬学部・分子細胞生物学研究室 ホームページ

    • URL

      https://www.musashino-u.ac.jp/research/laboratory/pharmacy/lab/saibo/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
  • [備考] 東京大学大学院薬学系研究科・生理化学教室 ホームページ

    • URL

      http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~seiri/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書 2017 実績報告書
  • [備考] 武蔵野大学薬学部・分子細胞生物学研究室 ホームページ

    • URL

      https://www.musashino-u.ac.jp/research/laboratory/pharmacy/lab/saibo.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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