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立体的ヒストンコードによる新たな遺伝子発現制御

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ2348
補助金の研究課題番号 22J22990 (2022)
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金 (2023)
補助金 (2022)
応募区分国内
審査区分 小区分48040:医化学関連
研究機関山口大学

研究代表者

花木 駿介  山口大学, 共同獣医学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2023年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2024年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2023年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2022年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードプロリン / 異性化 / ヒストン
研究開始時の研究の概要

ヒストン修飾を介した遺伝子発現は、ヒストンの修飾酵素である writer、ヒストンコードを読み取り シグナルを下流に伝達する reader、ヒストンコードを元の状態に戻す eraser によって制御されている。しかしながら、これら3つ以外の要因は未だ明らかになっていない。従来のヒストンコードでは、タンパク質の特徴である立体構造の変化を考えない一次元的な概念に留まっている。本研究において、プロリンの異性化による立体的調節により、さらに複雑な遺伝子発現調節が可能になると考え、この新しいコンセプトを実証する。

研究実績の概要

プロリンの異性化の生物学的意義が従来未解明である原因は、基質検証の困難さであると推察されるため、アッセイ系構築は重要である。そこでプロリンの異性化を検出する方法として、キモトリプシン法の構築を行なった。最初にキモトリプシン法に用いるヒストンペプチドの合成を行った。FKBP52が異性化すると推測されるプロリン残基までは通常のペプチド配列を合成し、直後にフェニルアラニンとペプチジル-パラニトロアニリンを融合させた。合成ペプチドはプロリン残基が異性化されることによりキモトリプシンによりペプチジル-パラニトロアニリンが遊離し吸光度が上昇する。FKBP52の添加により、吸光度が増加したことから、FKBP52はヒストンペプチドを異性化することが分かった。FKBP52の酵素活性を欠損させた変異体では、吸光度は変化せず、酵素活性依存的に異性化することが明らかになった。ヒストンのプロリンのシス-トランス構造変化がどのような因子との結合に影響を与えるのか明らかにするために、ヒストン野生型と特定のプロリンをトランス体に模倣する変異体を発現させ、免疫沈降により精製し、結合分子の質量分析を行った。ヒストン野生型と比べてトランス体を模倣した変異体に対して結合が変動する因子を取得し個別に解析を進めた。さらにFKBP52の翻訳後修飾が酵素活性や相互作用に与える影響を検討するために、His-FLAGタグ付きFKBP52のバクミドを作製し、Sf21細胞にトランスフェクションすることでFKBP52発現用バキュロウイルスを調製した。FKBP52を精製後、がん細胞のタンパク抽出液と反応させプルダウンにより相互作用分子との結合を評価した。結果、バキュロウイルスで発現させたFKBP52は機能的であることを確認できたため、この系において各種ドメイン変異体を作製し酵素活性および相互作用に対する影響を評価しようと試みている。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Impact of <scp>FKBP52</scp> on cell proliferation and hormone‐dependent cancers2023

    • 著者名/発表者名
      Hanaki Shunsuke、Shimada Midori
    • 雑誌名

      Cancer Science

      巻: 114 号: 7 ページ: 2729-2738

    • DOI

      10.1111/cas.15811

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Calcineurin-mediated dephosphorylation enhances the stability and transactivation of c-Myc2023

    • 著者名/発表者名
      Masaki Takahiro、Habara Makoto、Hanaki Shunsuke、Sato Yuki、Tomiyasu Haruki、Miki Yosei、Shimada Midori
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 13116-13116

    • DOI

      10.1038/s41598-023-40412-1

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dephosphorylation of NFAT by Calcineurin inhibits Skp2-mediated degradation2023

    • 著者名/発表者名
      Hanaki Shunsuke、Habara Makoto、Sato Yuki、Tomiyasu Haruki、Miki Yosei、Shibutani Shusaku、Shimada Midori
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 175 号: 3 ページ: 235-244

    • DOI

      10.1093/jb/mvad103

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dephosphorylation of the EGFR protein by calcineurin at serine 1046/1047 enhances its stability2023

    • 著者名/発表者名
      Masaki Takahiro、Habara Makoto、Shibutani Shusaku、Hanaki Shunsuke、Sato Yuki、Tomiyasu Haruki、Shimada Midori
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 641 ページ: 84-92

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2022.12.017

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] FKBP52 and FKBP51 differentially regulate the stability of estrogen receptor in breast cancer2022

    • 著者名/発表者名
      Habara Makoto、Sato Yuki、Goshima Takahiro、Sakurai Masashi、Imai Hiroyuki、Shimizu Hideyuki、Katayama Yuta、Hanaki Shunsuke、Masaki Takahiro、Morimoto Masahiro、Nishikawa Sayaka、Toyama Tatsuya、Shimada Midori
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 119 号: 15

    • DOI

      10.1073/pnas.2110256119

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] プロリン異性化酵素FKBP52によるp53安定性制御機構の解明2023

    • 著者名/発表者名
      花木 駿介、羽原 誠、佐藤 悠紀、正木 貴大、富安 遥己、三木 陽清、島田 緑
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] The new mechanism of p53 regulation by proline isomerase FKBP522022

    • 著者名/発表者名
      S Hanaki, M Habara, T Masaki, Y Sato, H Tomiyasu, M Shimada
    • 学会等名
      Veterinary Science Seminar 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] プロリン異性化酵素による新たなp53発現制御機構の解明2022

    • 著者名/発表者名
      花木駿介, 羽原誠, 佐藤悠紀, 正木貴大, 富安遥己, 島田緑
    • 学会等名
      日本生化学大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2022-04-28   更新日: 2024-12-25  

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