高圧力NMR法によるポリユビキチンの高次構造変化の解明

• 研究課題/領域番号: 22770114
• 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: 立命館大学
• 研究代表者: 北原 亮 立命館大学, 薬学部, 准教授 (70512284)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2011年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2010年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 蛋白質 / 圧力 / NMR / 高圧力 / ジユビキチン / 構造揺らぎ / ポリユビキチン / 高エネルギー構造 / 水和

研究概要

蛋白質ユビキチンは、標的蛋白質に1つ結合した状態やポリマー構造(ポリユビキチン)を形成した状態で機能する。またユビキチンは、多様なポリマー構造を形成することにより、多様な分子認識や多様な機能を有する。ポリユビキチンの分子認識の多様性が生じるメカニズムを解明するために、高圧力NMR法を用いてユビキチン単体と2つが共有結合したジユビキチンを用いての構造揺らぎの比較研究を行った。

研究成果

• [雑誌論文] A delicate interplay of structure, dynamics and thermodynamics for function. A high pressure NMR and fluorescence study of Outer surface protein A. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kitahara R., Simorellis A. K., Hata K., Maeno A., Yokoyama, S., Koide S. and Akasaka K.
  • 雑誌名: Biophysical Journal 巻: 102 ページ: 916-926
  • 査読あり
• [雑誌論文] A delicate interplay of structure, dynamics and thermodynamics for function. A high pressure NMR and fluorescence study of Outer surface protein A (2012)
  • 著者名/発表者名: Kitahara R., Simorellis A.K., Hata K., Maeno A., Yokoyama, S., Koide S., Akasaka K.
  • 雑誌名: Biophysical Journal 巻: 102 号: 4 ページ: 916-926
  • DOI: 10.1016/j.bpj.2011.12.010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural plasticity of staphylococcal nuclease probed by perturbation with pressure and pH (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryo Kitahara, Kazumi Hata, Akihiro Maeno and Kazuyuki Akasaka, Michael Chimenti, Bertrand Garcia-Moreno, E. Martin A. Schroer, Christoph Jeworrek, Metin Tolan, Roland Winter, Julien Roche, Christian Roumestand, Karine Montet de Guillen and Catherine A. Ro
  • 雑誌名: Proteins 巻: 79 ページ: 1293-1305
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural plasticity of staphylococcal nuclease probed by perturbation with pressure and pH (2011)
  • 著者名/発表者名: Kitahara R., Hata K.Maeno A., Akasaka K., Chimenti M.S., Garcia-Moreno B.E., Schroer M.A., Jeworrek C., Tolan M., Winter R., Roche J., Roumestand C., de Guillen K.M., Royer C.
  • 雑誌名: Protein Science 巻: 79 号: 4 ページ: 1293-1305
  • DOI: 10.1002/prot.22966
  • 査読あり
• [学会発表] 準安定構造に着目した構造-機能相関:ユビキチン、ジユビキチン (2012)
  • 著者名/発表者名: 北原亮
  • 学会等名: 第3回バイオ単分子研究会(招待講演)
  • 発表場所: 新世代研究所会議室(東京都)
  • 年月日: 2012-03-09
• [学会発表] 準安定構造に着目した構造-機能相関:ユビキチン、ジユビキチン (2012)
  • 著者名/発表者名: 北原亮
  • 学会等名: 第3回バイオ単分子研究会
  • 発表場所: 新世代研究所会議室(東京都)(招待講演)
  • 年月日: 2012-03-09
• [学会発表] ESIGN STRATEGY FOR HIGH FREE-ENERGY STATES OF PROTEINS BASED ON HIGH-PRESSURE NMR STUDY : ALTERNATIVELY FOLDED CONFORMATION OF UBIQUITIN (2012)
  • 著者名/発表者名: Kitahara R., Kitazawa S., Yagi-Utsumi M., Ido A., Urushitani M., Sugase K., Kato K.
  • 学会等名: Biophysical Society 56th Annual Meeting
  • 発表場所: サンディエゴUSA
  • 年月日: 2012-02-26
• [学会発表] DESIGN STRATEGY FOR HIGH FREE-ENERGY STATES OF PROTEINS BASED ON HIGH-PRESSURE NMR STUDY : ALTERNATIVELY FOLDED CONFORMATION OF UBIQUITIN (2012)
  • 著者名/発表者名: Kitahara R., Kitazawa S., Yagi-Utsumi M., Ido A., Urushitani M., Sugase K., Kato K.
  • 学会等名: Biophysical Society 56th Annual Meeting
  • 発表場所: サンディエゴUSA
  • 年月日: 2012-02-26
• [学会発表] Structure and Function of NMR "invisible" states of proteins (2012)
  • 著者名/発表者名: 北原亮
  • 学会等名: よこはま構造生物学研究会第43回ワークショップ
  • 発表場所: 理化学研究所横浜研究所交流棟ホール(神奈川県)(招待講演)
  • 年月日: 2012-02-06
• [学会発表] High pressure NMR reveals a delicate interplay of protein's structure, dynamics, and thermodynamics for function (2012)
  • 著者名/発表者名: 北原亮
  • 学会等名: RRR国際シンポジウム
  • 発表場所: 首都大学東京秋葉原サテライトキャンパス(東京都)
  • 年月日: 2012-01-25
• [学会発表] Structure, dynamics and function of high-energy statemutant of ubiquitin : Structure, dynamics and function of high-energy state mutant of ubiquitin (2012)
  • 著者名/発表者名: Soichiro Kitazawa, Maho Yagi-Utsumi, Kenji Sugase, Koichi Kato, Ryo Kitahara
  • 学会等名: The 5th International Symposium for Molecular Science of Fluctuations toward Biological Functions
  • 発表場所: 東大寺総合文化センター(奈良県)
  • 年月日: 2012-01-07
• [学会発表] Two natively folded conformations of folate-bound forms of E.coli DHFR-D27E mutant (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomoko Kunihara, Soichiro Kitazawa, Naohiro Kobayashi, Eiji Ohmae, Ryo Kitahara
  • 学会等名: The 5th International Symposium for Molecular Science of Fluctuations toward Biological Functions
  • 発表場所: 東大寺総合文化センター(奈良県)
  • 年月日: 2012-01-07
• [学会発表] Two natively folded conformations of folate-bound form of E.Coli DHFR-D27E mutant (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomoko Kunihara, Soichiro Kitazawa, Naohiro Kobayashi, Eiji Ohmae, Ryo Kitahara
  • 学会等名: ISNMR
  • 発表場所: 大さん橋ホール(神奈川県)
  • 年月日: 2011-11-15
• [学会発表] Conformational fluctuation of Lys48-linked diubiquitin studied by high pressure NMR spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryo Kitahara, Takashi Hirano, Maho Yagi, Kazumi Hata, Kazuyuki Akasaka, Koichi Kato
  • 学会等名: ISNMR
  • 発表場所: 大さん橋ホール(神奈川県)
  • 年月日: 2011-11-15
• [学会発表] 高圧力NMRによる構造生物学の新展開 (2011)
  • 著者名/発表者名: 北原亮
  • 学会等名: NEDO特別講演会(招待講演)
  • 発表場所: 東京大学薬学部講堂(東京都)
  • 年月日: 2011-10-13
• [学会発表] 高圧力NMRによる構造生物学の新展開 (2011)
  • 著者名/発表者名: 北原亮
  • 学会等名: NEDO特別講演会
  • 発表場所: 東京大学薬学部講堂(東京都)(招待講演)
  • 年月日: 2011-10-13
• [学会発表] Cavity hydration and the dynamics of a protein (2011)
  • 著者名/発表者名: 前野覚大、北原亮、鎌足雄司、Sunilkumar PN、赤坂一之
  • 学会等名: 第49回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 兵庫県立大学(兵庫県)
  • 年月日: 2011-09-17
• [学会発表] High pressure NMR discloses a rich world of high-energy structures of proteins (2011)
  • 著者名/発表者名: 北原亮
  • 学会等名: 第49回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 兵庫県立大学(兵庫県)
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] Cavity hydration as a gatewayto internal movility : A high pressure 13C and 15N NMR study of T4 lysozyme (2011)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Maeno, Ryo Kitahara, Fredelrick Dahlquist, Shegeyuki Yokoyama, Frans Mulder, Kazuyuki Akasaka
  • 学会等名: 第49回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 兵庫県立大学(兵庫県)
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] A design strategy of high-energy states of proteins based on high pressure NMR study (2011)
  • 著者名/発表者名: Soichiro Kitazawa, Maho Yagi, Kenji Sugase, Koichi Kato, Ryo Kitahara
  • 学会等名: 第49回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 兵庫県立大学(兵庫県)
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] 蛋白質の準安定状態に着目した新しい構造生物学の展開 (2011)
  • 著者名/発表者名: 北原亮
  • 学会等名: 蛋白質研究所セミナー(招待講演)
  • 発表場所: 大阪大学蛋白研究所(大阪府)
  • 年月日: 2011-07-29
• [学会発表] 蛋白質の準安定状態に着目した新しい構造生物学の展開 (2011)
  • 著者名/発表者名: 北原亮
  • 学会等名: 蛋白質研究所セミナー
  • 発表場所: 大阪大学蛋白研究所(大阪府)(招待講演)
  • 年月日: 2011-07-29
• [学会発表] 高圧力NMRで観る蛋白質の高エネルギー構造と水和 (2011)
  • 著者名/発表者名: 北原亮、前野覚大、赤坂一之
  • 学会等名: 第11回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポワーク(大阪府)
  • 年月日: 2011-06-09
• [学会発表] ユビキチンの高エネルギー構造安定化変異体 (2011)
  • 著者名/発表者名: 北沢創一郎、矢木真穂、菅瀬謙治、加藤晃一
  • 学会等名: 第11回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポワーク(大阪府)
  • 年月日: 2011-06-08
• [学会発表] タンパク質の高エネルギー構造に注目した新しい構造生物学の展開 (2011)
  • 著者名/発表者名: 北原亮
  • 学会等名: 第2回若手育成講習会(招待講演)
  • 発表場所: 大阪大学蛋白研究所(大阪府)
  • 年月日: 2011-04-26
• [学会発表] タンパク質の高エネルギー構造に注目した新しい構造生物学の展開 (2011)
  • 著者名/発表者名: 北原亮
  • 学会等名: 第2回若手育成講習会
  • 発表場所: 大阪大学蛋白研究所(大阪府)(招待講演)
  • 年月日: 2011-04-26
• [学会発表] 高圧力NMRで見る蛋白質の高エネルギー構造の世界 (2011)
  • 著者名/発表者名: 北原亮
  • 学会等名: よこはまNMR構造生物学研究会 第41回ワークショップ
  • 発表場所: 理化学研究所横浜研究所(神奈川県)
  • 年月日: 2011-03-02
• [学会発表] The Functional Importance of Locally Disordered Structures of Proteins (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryo Kitahara
  • 学会等名: Intrinsically disordered regions in proteins and related topics
  • 発表場所: 立命館大学(滋賀県)
  • 年月日: 2011-01-31
• [学会発表] High pressure NMR reveals a locally disordered conformation of insulin (2010)
  • 著者名/発表者名: Ryo Kitahara, Akiko Tanji, Souichirou Kitazawa, Yoshihiro Taniguchi
  • 学会等名: Pacifichem 2010
  • 発表場所: ハワイ・アメリカ
  • 年月日: 2010-12-19
• [学会発表] High-Energy State Mutant of Ubiquitin (2010)
  • 著者名/発表者名: Soichiro Kitazawa, Maho Yagi, Kenji Sugase, Koichi Kato, Ryo Kitahara
  • 学会等名: The 4th International Symposium, Molecular Science of Fluctuations toward Biological Functions
  • 発表場所: 近江ピアザ(滋賀県)
  • 年月日: 2010-11-30
• [学会発表] NMR Characterization of High-Energy state of ubiquitin and poly-ubiquitin (2010)
  • 著者名/発表者名: Ryo Kitahara
  • 学会等名: The 4th International Symposium, Molecular Science of Fluctuations toward Biological Functions
  • 発表場所: 近江ピアザ(滋賀県)
  • 年月日: 2010-11-30
• [学会発表] 準安定状態が安定化されたユビキチン変異体 (2010)
  • 著者名/発表者名: 北沢創一郎、矢木真穂、菅瀬謙治、加藤晃一、北原亮
  • 学会等名: 第49回NMR討論会
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京都)
  • 年月日: 2010-11-15
• [学会発表] 高圧力NMR法によるLys48結合型ジユビキチンの構造揺らぎ (2010)
  • 著者名/発表者名: 北原亮、平野貴志、矢木真穂、秦和澄、赤坂一之、加藤晃一
  • 学会等名: 第49回NMR討論会
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京都)
  • 年月日: 2010-11-15
• [学会発表] 準安定構造が安定化したユビキチン変異体のNMR解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 北沢創一郎, 矢木真穂, 菅瀬謙治, 加藤晃一, 北原亮
  • 学会等名: 第60回日本薬学会近畿支部総会・大会
  • 発表場所: 摂南大学(大阪府)
  • 年月日: 2010-10-30
• [学会発表] Conformational fluctuation of highly stable form of staphylococcal nuclease delta +PHS and its V66K variant studied by high pressure NMR spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Ryo Kitahara, Kazumi Hata, Akihiro Maeno, Michael Chimenti, Bertrand Garcia-Moreno, E.Julien Roche, Christian Roumestand, Karine Montet de Guillen, Catherine A.Royer, Kazuyuki Akasaka
  • 学会等名: 第48回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 東北大学(宮城県)
  • 年月日: 2010-09-21
• [学会発表] Dynamics of Lys48-linked di-ubiquitin as studied by NMR spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Takashi Hirano, Olivier Serve, Maho Yagi, Tsunehiro Mizushima, Ryo Kitahara, Koichi Kato
  • 学会等名: 第48回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 東北大学(宮城県)
  • 年月日: 2010-09-21
• [学会発表] High pressure NMR reveals significant shifts in populations of higher-energy conformers in ubiquitin variants (2010)
  • 著者名/発表者名: Souichirou Kitazawa, Maho Yagi, Koichi Kato, Kazuyuki Akasaka, Ryo Kitahara
  • 学会等名: 第48回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 東北大学(宮城県)
  • 年月日: 2010-09-21
• [学会発表] The Functional Importance of Locally Disordered Structures of Proteins (2010)
  • 著者名/発表者名: Ryo Kitahara, Kazuyuki Akasaka
  • 学会等名: 第48回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 東北大学(宮城県)
  • 年月日: 2010-09-21
• [学会発表] Conformational fluctuation of Lys48-linked diubiquitin characterized by high-pressure NMR spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Ryo Kitahara, Takashi Hirano, Maho Yagi, Kazumi Hata, Yoshihiro Taniguchi, Kazuyuki Akasaka, Koichi Kato
  • 学会等名: 第48回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 東北大学(宮城県)
  • 年月日: 2010-09-20
• [学会発表] High pressure NMR reveals evolutinally conserved intermediates between ubiquitin and NEDD8 (2010)
  • 著者名/発表者名: Ryo Kitahara
  • 学会等名: 13th international symposium at MNRC
  • 発表場所: 滋賀医科大学(滋賀県)
  • 年月日: 2010-09-01
• [学会発表] High-pressure NMR characterizes conformational fluctuation of Lys48-linked diubiquitin (2010)
  • 著者名/発表者名: Ryo Kitahara, Takashi Hirano, Maho Yagi, Kazumi Hata, Yoshihiro Taniguchi, Kazuyuki Akasaka, Koichi Kato
  • 学会等名: 24th International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems
  • 発表場所: ケアンズ オーストラリア
  • 年月日: 2010-08-23
• [学会発表] Conformational fluctuation of highly stable form of staphylococcal nuclease ・+PHS and its V66K variant studied by high pressure NMR spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Ryo Kitahara, Kazumi Hata, Akihiro Maeno, Michael Chimenti, Bertrand Garcia-Moreno, E.Julien Roche, Christian Roumestand, Karine Montet de Guillen, Catherine A.Royer, Kazuyuki Akasaka
  • 学会等名: 24th International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems
  • 発表場所: ケアンズ オーストラリア
  • 年月日: 2010-08-23
• [学会発表] 高圧力NMR法によるユビキチンの高エネルギー構造に基づく構造-機能相関研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 北原亮、北沢創一郎、坂田絵理、平野貴志、矢木内海真穂、谷口吉弘、水島恒裕、赤坂一之、加藤晃一
  • 学会等名: 第10回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(北海道)
  • 年月日: 2010-06-18
• [図書] 広がるNMRの世界 (2011)
  • 著者名/発表者名: 朝倉哲郎
  • 出版者: コロナ社
• [図書] 広がるNMRの世界 (2011)
  • 著者名/発表者名: 朝倉哲郎編著
  • 出版者: コロナ社
• [図書] 広がるNMRの世界-40人の研究者からの熱いメッセージ- (2011)
  • 著者名/発表者名: 朝倉哲郎(編著), 北原亮, ら
  • 総ページ数: 182
  • 出版者: コロナ社
• [備考]
  • URL: http://www.ritsumei.ac.jp/pharmacy/kitahara/kitahara_lab.html
• [備考]
  • URL: http://www.ritsumei.ac.jp/pharmacy/kitahara/kitahara_lab.html
• [備考]
  • URL: http://www.ritsumei.ac.jp/pharmacy/kitahara/kitahara_lab.html