シャペロニンGroELのドメイン間情報伝達機構に関する機能的・速度論的研究

• 研究課題/領域番号: 22570119
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造生物化学
• 研究機関: 鳥取大学
• 研究代表者: 溝端 知宏 鳥取大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (50263489)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2012年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2010年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: 変性とフォールディング / シャペロニン / ストップト・フロー解析 / 円順列変異 / フォールディング / ストップト・フロー

研究概要

本研究では,変性蛋白質のフォールディングを補助するGroEL蛋白質のドメイン構造が機能発現にどのように貢献しているかを解明する為,円順列変異を用いてGroELのドメイン構造を変え,その影響を機能的・速度論的に解析した。実験の結果,GroELのドメイン特異的なある構造変化の抽出と機能メカニズムにおけるその構造変化の重要性を解明することに成功した。同時に,この解析を通してGroELの分子メカニズムの新たな側面を示唆する重要なヒントを得た。

研究成果

• [雑誌論文] Suppression of Sup35 amyloid fibril formation by group II chaperonin from Thermoplasma acidophilum (2012)
  • 著者名/発表者名: Noi, K., Kitamura, A., Hirai, H.,Hongo, K., Sakurai, T., Mizobata, T., and Kawata, Y
  • 雑誌名: Am. J. Mol. Biol 巻: 2 ページ: 265-375
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of C-terminal negative charges and tyrosine residues in fibril formation of alpha-synuclein (2012)
  • 著者名/発表者名: Izawa, Y., Tateno, H., Kameda, H., Hirakawa, K., Hato, K., Yagi, H.,Hongo, K., Mizobata, T., and Kawata,Y
  • 雑誌名: Brain and behavior 巻: 2 ページ: 595-605
  • 査読あり
• [雑誌論文] Varied effects of Pyrococcus furiosus prefoldin and P (2012)
  • 著者名/発表者名: Hongo, K., Itai, H., Mizobata, T., and Kawata, Y
  • 雑誌名: furiosus chaperonin on the refolding reactions of substrate proteins 巻: 151 ページ: 383-390
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of C-terminal negative charges and tyrosine residues in fibril formation of alpha-synuclein (2012)
  • 著者名/発表者名: Izawa, Y. et al.
  • 雑誌名: Brain and Behavior 巻: 2 号: 5 ページ: 595-605
  • DOI: 10.1002/brb3.86
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suppression of Sup35 amyloid fibril formation by group II chaperonin from Thermoplasma acidophilum (2012)
  • 著者名/発表者名: Noi, K. et al.
  • 雑誌名: American Journal of Molecular Biology 巻: 2 号: 03 ページ: 265-275
  • DOI: 10.4236/ajmb.2012.23028
  • 査読あり
• [雑誌論文] Varied effects of Pyrococcus furiosus prefoldin and P.furiosus chaperonin on the refolding reactions of substrate proteins (2012)
  • 著者名/発表者名: Hongo, K., et al
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry 巻: 151 号: 4 ページ: 383-390
  • DOI: 10.1093/jb/mvr141
  • 査読あり
• [雑誌論文] Probing the functional mechanism of Escherichia coli GroEL using circular permutation (2011)
  • 著者名/発表者名: Mizobata, T., Uemura, T., Isaji, K.,Hirayama, T., Hongo, K., and Kawata,Y
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Covalent structural changes in unfolded GroES that lead to amyloid fibril formation detected by NMR: insight into intrinsically disordered proteins (2011)
  • 著者名/発表者名: Iwasa, H., Meshitsuka, S., Hongo,K., Mizobata, T., and Kawata, Y.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 286 ページ: 21796-21805
  • 査読あり
• [雑誌論文] Covalent structural changes in unfolded GroES that lead to amyloid fibril formation detected by NMR : Insight into intrinsically disordered proteins (2011)
  • 著者名/発表者名: Hisanori Iwasa, Shunsuke Meshitsuka, Kunihiro Hongo, Tomohiro Mizobata, Yasushi Kawata
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 巻: 286 号: 24 ページ: 21796-21805
  • DOI: 10.1074/jbc.m111.228445
  • 査読あり
• [雑誌論文] Probing the Functional Mechanism of Escherichia coli GroEL Using Circular Permutation (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Mizobata, Tatsuya Uemura, Kazuhiro Isaji, Takuma Hirayama, Kunihiro Hongo, Yasushi Kawata
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 6 号: 10 ページ: e26462-e26462
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0026462
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation of short peptide fragments from alpha-synuclein fibril core identifies a residue important for fibril nucleation: a possible implication for diagnostic applications (2010)
  • 著者名/発表者名: Yagi, H., Takeuchi, H., Ogawa, S., Ito,N., Sakane, I., Hongo, K., Mizobata,T., Goto, Y., and Kawata, Y
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta 巻: 1804 ページ: 2077-2087
  • 査読あり
• [雑誌論文] 「タンパク質のフォールディングを補助するシャペロニンの構造と働き」 (2010)
  • 著者名/発表者名: 溝端知宏,河田康志
  • 雑誌名: 鳥取大学大学院工学研究科/工学部研究報告 巻: 41 ページ: 29-35
• [雑誌論文] ヤヌスの二つの顔:大腸菌シャペロニンGroELの頂上ドメインに関する最近の研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 溝端知宏, 河田康志
  • 雑誌名: 生化学 巻: 82 ページ: 612-617
  • NAID: 10026607651
• [雑誌論文] タンパク質のフォールディングを補助するシャペロニンの構造と働き (2010)
  • 著者名/発表者名: 溝端知宏, 河田康志
  • 雑誌名: 鳥取大学大学院工学研究科/工学部研究報告 巻: 41 ページ: 29-35
• [雑誌論文] Isolation of short peptide fragments from alpha-synuclein fibril core identifies a residue important for fibril nucleation : a possible implication for diagnostic applications (2010)
  • 著者名/発表者名: Hisashi Yagi, et al.
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta 巻: 1804 ページ: 2077-2087
  • 査読あり
• [学会発表] CXXCモチーフを導入したシャペロニン変異体の機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 池田 雅史
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡
  • 年月日: 2012-12-16
• [学会発表] ストップトフロー解析法を用いた円順列変異型GroELCP86の機能的,速度論的解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 水田 敏史
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡
  • 年月日: 2012-12-16
• [学会発表] シングルリングGroEL変異体におけるアピカルドメインの動きと働き (2012)
  • 著者名/発表者名: 安藤 華純
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡
  • 年月日: 2012-12-16
• [学会発表] Elucidating the Molecular Mechanism of Chaperonin-facilitated Protein Folding (2012)
  • 著者名/発表者名: Mizobata Tomohiro
  • 学会等名: 2nd Seminar on Green Sustainable Chemistry in Tottori
  • 発表場所: 鳥取大学
  • 年月日: 2012-12-03
• [学会発表] 大腸菌GroELの機能発現における頂上ドメインの動きと役割 (2012)
  • 著者名/発表者名: 溝端 知宏
  • 学会等名: 大阪大学蛋白質研究所セミナー「分子シャペロンの機能発現の 新展開と細胞制御」
  • 発表場所: 大阪大学蛋白質研究所
  • 年月日: 2012-11-15
• [学会発表] GroEL円順列変異体CP86のストップトフロー機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: Mizuta Toshifumi
  • 学会等名: 第50回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学 東山キャンパス
  • 年月日: 2012-09-22
• [学会発表] GroEL Cavity内部へのジスルフィド交換モチーフ導入の試み (2012)
  • 著者名/発表者名: 池田 雅史
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 年月日: 2012-09-22
• [学会発表] 円順列変異体GroELを用いたシャペロニンの機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 溝端知宏
  • 学会等名: 第12回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2012-06-20
• [学会発表] Using circular permutation to probe various characteristics of E. coli GroEL (2012)
  • 著者名/発表者名: Mizobata Tomohiro
  • 学会等名: 2012 Meeting on Molecular Chaperones and Stress Responses
  • 発表場所: Cold Spring Harbor Laboratory, New York
  • 年月日: 2012-05-03
• [学会発表] GroEL円順列変異体CP376の蛍光ストップトフローを用いた解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊佐治 算浩
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] シャペロニンGroELの機能的構造変化の中心点HingeII 部位のGly192残基の変異体機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 荒木 紀帆
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] GroEL円順列変異体CP254の構造・機能相関解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡田 拓也
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] シャペロニンGroELの機能的構造変化の中心点HingeII部位のGly192残基の変異体機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 荒木紀帆
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] GroEL Cavity内部へのジスルフィド交換モチーフ導入の試み (2011)
  • 著者名/発表者名: 池田雅史
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] 円順列変異型GroELの機能的性質とタンパク質工学 (2011)
  • 著者名/発表者名: 溝端 知宏
  • 学会等名: 第52回日本生化学会 中国・四国支部例会
  • 発表場所: 広島大学 広仁会館
  • 年月日: 2011-05-13
• [学会発表] 円順列変異型GroELの機能的性質とタンパク質工学 (2011)
  • 著者名/発表者名: 溝端知宏
  • 学会等名: 第52回日本生化学会中国・四国支部例会
  • 発表場所: 広島大学広仁会館
  • 年月日: 2011-05-13
• [学会発表] Modulation of the Altered Functional Characteristics of Circularly Permuted GroEL through the Introduction of Disulfide Bonds (2010)
  • 著者名/発表者名: Mizobata Tomohiro
  • 学会等名: The 4th International Symposium on "Molecular Science of Fluctuations toward Biological Functions"
  • 発表場所: Piazza Omi, Shiga Japan
  • 年月日: 2010-11-30
• [学会発表] Altered Functional Characteristics of Circularly Permuted GroEL Variants (2010)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Mizobata
  • 学会等名: The 3rd International Symposium on "Protein Community"
  • 発表場所: Hotel Nikko Nara, Nara Japan
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] Using circular permutation to probe various characteristics of E. coli GroEL
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Mizobata
  • 学会等名: 2012 Meeting on Molecular Chaperones and Stress Responses
  • 発表場所: Cold Spring Harbor Laboratory, New York
• [学会発表] 円順列変異体GroELを用いたシャペロニンの機能解析
  • 著者名/発表者名: 溝端知宏
  • 学会等名: 第１２回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 招待講演
• [学会発表] GroEL円順列変異体CP86のストップトフロー機能解析
  • 著者名/発表者名: Toshifumi Mizuta
  • 学会等名: 第５０回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学 東山キャンパス
• [学会発表] アルファシヌクレインアミロイド線維形成を抑制するキノコ由来ケミカルシャペロンの探索
  • 著者名/発表者名: 亀田 啓
  • 学会等名: 第８５回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡
• [学会発表] アントシアニンによる脳神経変性病原因タンパク質Aベータとアルファシヌクレインのアミロイド線維形成抑制
  • 著者名/発表者名: 河田 康志
  • 学会等名: 第８５回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡
• [学会発表] シャペロニンGroELのHinge II部位Gly192残基の変異体機能解析
  • 著者名/発表者名: 荒木 紀帆
  • 学会等名: 第８５回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡
• [学会発表] シングルリングGroEL変異体におけるアピカルドメインの動きと働き
  • 著者名/発表者名: 安藤 華純
  • 学会等名: 第８５回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡
• [学会発表] ストップトフロー解析法を用いた円順列変異型GroELCP86の機能的，速度論的解析
  • 著者名/発表者名: 水田 敏史
  • 学会等名: 第８５回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡
• [学会発表] CXXCモチーフを導入したシャペロニン変異体の機能解析
  • 著者名/発表者名: 池田 雅史
  • 学会等名: 第８５回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡
• [学会発表] 大腸菌GroELの機能発現における頂上ドメインの動きと役割
  • 著者名/発表者名: 溝端 知宏
  • 学会等名: 大阪大学蛋白質研究所セミナー「分子シャペロンの機能発現の新展開と細胞制御」
  • 発表場所: 大阪大学蛋白質研究所
  • 招待講演
• [学会発表] Elucidating the Molecular Mechanism of Chaperonin-facilitated Protein Folding
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Mizobata
  • 学会等名: 2nd Seminar on Green Sustainable Chemistry in Tottori
  • 発表場所: 鳥取大学
  • 招待講演
• [備考] 溝端知宏,河田康志 「ヤヌスの二つの顔:大腸菌シャペロニンGroELの頂上ドメインに関する最近の研究」生化学82,612-617(2010)