Toll様受容体を介するシグナル伝達経路の構造機能解析

• 研究課題/領域番号: 18770092
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 構造生物化学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 杤尾 豪人 京都大学, 工学研究科, 准教授 (70336593)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円); 2007年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円); 2006年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
• キーワード: 自然免疫 / Toll様受容体 / NMR / 構造生物学

研究概要

Toll様受容体及びIL-18受容体に関連するアダプター分子MyD88はTIRドメインとDeathドメインからなる。H18年度に決定したMyD88 TIRドメインの立体構造及び、培養細胞でのレポーターアッセイの結果からMyD88 TIRドメイン中の、TLR4受容体シグナル伝達に必須のアミノ酸残基を同定することができている。本年度は、MyD88 TIRとそれと結合するとされるもう一つのTIRアダプタータンパク質Mal(TIRAP)の間の相互作用を生化学的に精査した。GSTプルダウンアッセイによって、野生型のMyD88TIRとMal TIRが結合することを明らかにした。また、MyD88 TIRの幾つかの残基をアラニン置換したところ、結合が弱くなることを見いだした。これらの残基は、上記のレポーターアッセイでTLR4シグナル伝達が弱まる残基と一致する。さらに、二重置換では一層の相互作用の減弱が見られた。以上のことから、TLR4シグナル伝達には、MyD88 TIRとMal TIRの直接相互作用が必須であることを明らかにした。
また、Mal TIRについて、結晶化用の試料調製を完了し、スクリーニングを開始した。
IL-18シグナル伝達経路は、TLR4経路と同様、MyD88を介することが知られている。上記、MalはMyD88を細胞膜ヘリクルートする"sorting adaptor"であることが知られているが、IL-18系でも同様の"sorting adaptor"の存在が考えられる。生化学的な実験により、TRAMという分子がこの役割を果たしてる可能性があるデータを得た。

研究成果

• [雑誌論文] Paramagnetic relaxation-based 19F MRI probe to detect protease activity. (2008)
  • 著者名/発表者名: Mizukami S, Takikawa R, Sugihara F, Hori Y, Tochio H, Walchli M, Shirakawa M, Kikuchi K.
  • 雑誌名: J Am Chem Soc. 130 ページ: 794-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kinetic and thermodynamic evidence for flipping of a methyl-CpG binding domain on (2008)
  • 著者名/発表者名: Inomata K, Ohki I, Tochio H, Fujiwara K, Hiroaki H, Shirakawa M.
  • 雑誌名: Biochemistry 47 ページ: 3266-71
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic resonance-based visualization of gene expression in mammalian cells using a bacterial polyphosphate kinase reporter gene. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ki S, Sugihara F, Kasahara K, Tochio H, Shirakawa M, Kokubo T
  • 雑誌名: Biotechniques 42(2) ページ: 209-215
• [雑誌論文] Fine-tuning of protein domain boundary by minimizing potential coiled coil regions (2006)
  • 著者名/発表者名: Iwaya N, Goda N, Unzai S, Fujiwara K, Tanaka T, Tomii K, Tochio H, Shirakawa M, Hiroaki H
  • 雑誌名: J Biomol NMR. 37(1) ページ: 53-63
• [雑誌論文] In-cell NMR spectroscopy of proteins inside Xenopus laevis oocytes. (2006)
  • 著者名/発表者名: Sakai T, Tochio H, Tenno T, Ito Y, Kokubo T, Hiroaki H, Shirakawa M
  • 雑誌名: J Biomol NMR. 36(3) ページ: 179-188
• [雑誌論文] Heteronuclear multidimensional NMR and homology modelling studies of the C-terminal nucleotide-binding domain of the human mitochondrial ABC transporter ABCB6. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kurashima-Ito K, Ikeya T, Senbongi H, Tochio H, Mikawa T, Shibata T, Ito Y
  • 雑誌名: J Biomol NMR. 35(1) ページ: 53-71
• [雑誌論文] Crystal structure of SUMO-3-modified thymine-DNA glycosylase. (2006)
  • 著者名/発表者名: Baba D, Maita N, Jee JG, Uchimura Y, Saitoh H, Sugasawa K, Hanaoka F, Tochio H, Hiroaki H, Shirakawa M
  • 雑誌名: J Mol Biol. 359(1) ページ: 137-147
• [雑誌論文] A novel magnetic resonance-based method to measure gene expression in living cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ki S, Sugihara F, Kasahara K, Tochio H, Okada-Marubayashi A
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 34(6)
• [学会発表] MyD88タンパク立体構造解析による新規シグナル伝達制御分子の開発 (2007)
  • 著者名/発表者名: 大西秀典 加藤善一郎 李愛蓮 名田匡利 相馬和佳 松井永子 金子英雄 近藤直実 杤尾豪人 白川昌宏
  • 学会等名: 日本アレルギー学会秋期学術大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜 ヨコハマグランドインターコンチネンタルホテル
• [産業財産権] 変異導入MyD88蛋白によるTo11様受容体/インターロイキン18シグナルの特異的制御法 (2007)
  • 発明者名: 近藤直実、加藤善一朗、大西秀典、白川昌宏、杤尾豪人
  • 権利者名: 国立大学法人岐阜大学、国立大学法人京都大学
  • 産業財産権番号: 2007-200776
  • 出願年月日: 2007-08-01