バイオインフォーマティクスによるロイシンリッチリピートの進化、構造、機能の研究

• 研究課題/領域番号: 23500368
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生体生命情報学
• 研究機関: 札幌医科大学
• 研究代表者: 松嶋 範男 札幌医科大学, 医療人育成センター, 教授 (60137403)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2011年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: ロイシンリッチリピート / タンデムリピート / 水平進化 / ロシンリッチリピート / Non-canonical LRR / 国際研究者交流(モンゴル） / 国際研究者交流(米国） / 国際情報交流、モンゴル / 国際情報交流、米国

研究概要

ロイシンリッチリピート(LRR)は、同じまたは似た配列を繰り返すタンデムリピートの一つであり、２万個以上の蛋白質に存在する。多くのLRRは蛋白質やリガンドと相互作用し、動物や植物の自然免疫などの機能に関与している。LRRの繰り返しの長さは20から30アミノ酸残基からなり、8つのクラスが存在する。
本研究により、植物にのみ存在するLRRクラスがバクテリアにも存在することを見出し、このLRR遺伝子は植物からバクテリアに水平伝播したことを示した。また。単細胞真核生物とバクテリア由来蛋白質から、これまでLRRモチーフと同定されていない新規なLRRモチーフを見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Novel Leucine Rich Repeat Domains in Proteins from Unicellular Eukaryotes and Bacteria (2014)
  • 著者名/発表者名: Miyashita, H., Kuroki, Y., & Matsushima, N.
  • 雑誌名: Protein & Peptide Letters 巻: 212 号: 3 ページ: 292-305
  • DOI: 10.2174/09298665113206660112
  • 査読あり
• [雑誌論文] Horizontal gene transfer of plant-specific leucine-rich repeats between plants and bacteria (2013)
  • 著者名/発表者名: Miyashita, H., Kuroki, Y., Kretsinger, R. H. & Matsushima, N
  • 雑誌名: Natural Science 巻: 5 号: 05 ページ: 580-598
  • DOI: 10.4236/ns.2013.55074
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel mechanism of regulation of protein 4.1G binding properties through Ca2+/calmodulin-mediated structural changes (2013)
  • 著者名/発表者名: Nunomura, W., Jinbo, Y., Isozumi, N., Ohki, S.,Izumi, Y., Matsushima, N. & Takakuwa, Y.
  • 雑誌名: Cell Biochem Biophys 巻: 66 号: 3 ページ: 545-558
  • DOI: 10.1007/s12013-012-9502-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel Mechanism of Regulation of Protein 4.1G Binding Properties Through Ca(2+)/Calmodulin-Mediated Structural Changes (2013)
  • 著者名/発表者名: Nunomura W, Jinbo Y, Isozumi N, Ohki S, Izumi Y, Matsushima N, and Takakuwa Y.
  • 雑誌名: Cell Biochem Biophys 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Horizontal gene transfer of plant-specific leucine-rich repeats between plants and bacteria (2013)
  • 著者名/発表者名: Miyashita H, Kuroki Y, Kretsinger RH, and Matsushima N.
  • 雑誌名: Natural Science 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Leucine-Rich Repeat (LRR) Domains containing Intervening Motifs in Plants (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsushima N and Miyashita H.
  • 雑誌名: Biomolecules 巻: 2 号: 2 ページ: 288-311
  • DOI: 10.3390/biom2020288
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular evolution of vertebrate Toll-like receptors : Evolutional rate difference between their leucine-rich repeats and TIR domains (2012)
  • 著者名/発表者名: Mikami T, Miyashita H, Takatsuka S, Kuroki Y, Matsushima N
  • 雑誌名: Gene 巻: 503(2) ページ: 235-243
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular evolution of vertebrate Toll-like receptors: Evolutional rate difference between their leucine-rich repeats and TIR domains (2012)
  • 著者名/発表者名: Mikami T, Miyashita H, Takatsuka S, Kuroki Y, and Matsushima N.
  • 雑誌名: Gene 巻: 503 号: 2 ページ: 235-243
  • DOI: 10.1016/j.gene.2012.04.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] omega-Helices (2012)
  • 著者名/発表者名: Enkhbayar, P, Boldgiv B, and Matsushima N.
  • 雑誌名: Current Topics in Peptide & Protein Research, 巻: 12 ページ: 17-28
  • 査読あり
• [雑誌論文] ω-Helices (2011)
  • 著者名/発表者名: Enkhbayar P, Boldgiv B, Matsushima N
  • 雑誌名: Current Topics in Peptide & Protein Research 巻: 12 ページ: 17-28
  • URL: http://www.researchtrends.net/tia/title_issue.asp?id=26&in=0&vn=12&type=3
  • 査読あり
• [学会発表] Structures and Evolution of Tandem Leucine Rich Repeat (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsushima N
  • 学会等名: The seminar of biophysics in Saarland University
  • 発表場所: Saarbruecken (Prof. Ingolf Bernhardt) Germany
  • 年月日: 2013-06-24
  • 招待講演
• [学会発表] Prediction and Evolution of Tandem Leucine Rich Repeats (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsushima N
  • 学会等名: The seminar of structural biology in University of Pittsburgh (Dr. Rieko Ishima)
  • 発表場所: Pitssburgh, USA
  • 年月日: 2013-04-08
  • 招待講演
• [学会発表] Geometric architecture of solenoid structures of tandem leucine-rich repeats in proteins (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮 下博樹, 黒木由夫, 松嶋範男
  • 学会等名: 2012年度日本生物物理学会北海道支部例会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2013-03-05
• [学会発表] Novel leucine rich repeats (2013)
  • 著者名/発表者名: Miyashita H, Kuroki K, Matsushima N
  • 学会等名: 24th International Conference on Genome Informatics (GIW2013)
  • 発表場所: Matrix, Biopolis, Singapore
• [学会発表] 新しいロイシンリッチリピート (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮下博樹, 黒木由夫, 松嶋範男
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜, 横浜
• [学会発表] Horizontal gene transfer of plant-specific leucine-rich repeats between plants and bacteria (2013)
  • 著者名/発表者名: Miyashita H, Kuroki Y, Kretsinger, RH, Matsushima N
  • 学会等名: ISMB/ECCB 2013
  • 発表場所: the Messe Berlin (ICC Berlin), Germany
• [学会発表] Structures and Evolution of Tandem Leucine Rich Repeat (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsushima, N.
  • 学会等名: The seminar in University of Pittsburgh (Dr. Rieko Ishima )
  • 発表場所: ピッツバーグ、米国
  • 招待講演
• [学会発表] Horizontal Gene Transfer of Leucine rich Repeats from Baceria (2013)
  • 著者名/発表者名: Miyashita, H., Kuroki, Y., & Matsushima, N.
  • 学会等名: 2１ｓｔ Annual International Conference on Intelligent Systems of Molecular Biology & 12th European Conference on Computational Biology (2013 ISMB/ECCB) 2013年
  • 発表場所: ベルリン、ドイツ
• [学会発表] Structures and Evolution of Tandem Leucine Rich Repeat (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsushima, N.
  • 学会等名: The seminar in Saarland University (Prof. Ingolf Bernhardt)
  • 発表場所: ザールブリッケン、ドイツ
  • 招待講演
• [学会発表] 新しいロイシンリッチリピート (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮下博樹、黒木由夫、松嶋範男
  • 学会等名: 第86回日本生化学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜,横浜
• [学会発表] Structures and diseases-associated mutations of leucine-rich repeats (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsushima, N.
  • 学会等名: 5th Seminar & Workshop on Computer-aided Drug Design (CADD 2013)
  • 発表場所: バンドン、インドネシア
  • 招待講演
• [学会発表] Novel Leucine Rich Repeat Domains in Proteins (2013)
  • 著者名/発表者名: Miyashita, H., Kuroki, Y., & Matsushima, N.
  • 学会等名: 24th International Conference on Genome Informatics (GIW2013)
  • 発表場所: シンガポール、シンガポール
• [学会発表] Geometric architecture of solenoid structures of tandem leucine-rich repeats in proteins (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮下博樹, 黒木由夫, 松嶋範男
  • 学会等名: 2012年度日本生物物理学会北海道支部例会
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] バクテリア蛋白質のロイシンリッチリピートの分子進化II (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮下博樹, 黒木由夫, Robert H. Kretsinger, 松嶋範男
  • 学会等名: 日本生物物理学会北海道支部例会
  • 発表場所: 旭川市民文化会館
  • 年月日: 2012-03-06
• [学会発表] 単細胞生物のロイシンリッチリピートの比較解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮下博樹, 黒木由夫, 松嶋範男
  • 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] Leucine-Rich Repeat Domains Intersected by Non-LRR Island Regions (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyashita H, Matsushima, N
  • 学会等名: Genome Informatics Workshop (GIW2012)
  • 発表場所: Tainan, Taiwan
• [学会発表] LRRpred : A New Method for the Identification of Leucine-Rich Repeats (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyashita H, Matsushima, N
  • 学会等名: Genome Informatics Workshop (GIW2012)
  • 発表場所: Tainan, Taiwan
• [学会発表] Stuctural features of helical secondary structures and leucine-rich repeat superhelix in proteins as revealed by HELFIT analyses (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsushima N, Enkhbayar P
  • 学会等名: ICNAAM 2012 (10th International Conference on Numerical Analysis and Applied Mathematics)
  • 発表場所: Kos, Greece
  • 招待講演
• [学会発表] HELFIT : Algorithm and applications (2012)
  • 著者名/発表者名: Enkhbayar P, Matsushima N
  • 学会等名: ICNAAM 2012 (10th International Conference on Numerical Analysis and Applied Mathematics)
  • 発表場所: Kos, Greece
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular Evolution of Toll-like receptors (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsushima N
  • 学会等名: 2nd International Conference on Computation for Science and Technology (ICCST-2)
  • 発表場所: Nigde, Turky
  • 招待講演
• [学会発表] Leucine-Rich Repeat Domains Intersected by Non-LRR Island Regions (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyashita H and Matsushima N
  • 学会等名: Genome Informatics Workshop (GIW2012)
  • 発表場所: Tainan, Taiwan.
• [学会発表] A New Method for the Identification of Leucine-Rich Repeats (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsushima N and Miyashita H.
  • 学会等名: Genome Informatics Workshop (GIW2012)
  • 発表場所: Tainan, Taiwan.
• [学会発表] Structural features of helical secondary structures and leucine-rich repeat superhelix in proteins as revealed by HELFIT analyses (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsushima N and Enkhbayar P.
  • 学会等名: 10th International Conference of Numerical Analysis and Applied Mathematics (ICNAAM2012)
  • 発表場所: Kos, Greece
  • 招待講演
• [学会発表] HELFIT: Algorithm and applications (2012)
  • 著者名/発表者名: Enkhbayar P and Matsushima N.
  • 学会等名: 10th International Conference of Numerical Analysis and Applied Mathematics (ICNAAM2012)
  • 発表場所: Kos, Greece
  • 招待講演
• [学会発表] 単細胞生物のロイシンリッチリピートの比較解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮下博樹, 黒木由夫, 松嶋範男
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] バクテリア蛋白質のロイシンリッチリピートの分子進化 (II) (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮下博樹, 黒木由夫, Robert H. Kretsinger, 松嶋範男
  • 学会等名: 日本生物物理学会北海道支部例会
  • 発表場所: 旭川市民文化会館
• [学会発表] ロイシンリッチリピートの分子進化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮下博樹, 黒木由夫, 松嶋範男
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都国際会館
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] バクテリア"Plant-specific"ロイシンリッチリピートの分子進化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮下博樹, 黒木由夫, 松嶋範男
  • 学会等名: 日本生化学会北海道支部例会
  • 発表場所: 札幌医科大学
  • 年月日: 2011-08-05
• [学会発表] Plant Leucine-rich Repeat (LRR) - containing Proteins with Non-LRR, Islands Interrupting LRRs (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsushima N, Mikami T, Miyashita H, Yamada K
  • 学会等名: XXIV SPPS Congress
  • 発表場所: Stavanger, Norway
• [学会発表] ロイシンリッチリピートの分子進化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮下博樹, 黒木由夫, 松嶋範男
  • 学会等名: 日本生化学会
  • 発表場所: 京都国際会館
• [図書] “A new method for the identification of leucine-rich repeats by incorporating protein second structure prediction” Bioinformatics: Genome Bioinformatics and Computational Biology (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsushima N, Miyashita H, Mikami T, and Yamada K.
  • 総ページ数: 28
  • 出版者: NOVA Science Publishers
• [図書] "A new method for the identification of leucine-rich repeats by incorporating protein secondary structure prediction" in Bioinformatics : Genome Bioinformatics and Computational Biology (Renu Tuteja editor) (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsushima N, Miyashita H, Mikami T, Yamada K
  • 出版者: NOVA Sience Pulishers : Hauppauge, NY, USA
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www.sapmed.ac.jp/~matusima/
• [備考] 出前講義 : 登別中学校での全校授業 "生命科学の最前線-生命の歴史-" (2012年)10月3日, 登別市
• [備考]
  • URL: http://www.sapmed.ac.jp/~matusima/