骨形成や糖尿病と関連するＮＰＰ１タンパク質の機能構造解析

• 研究課題/領域番号: 23687014
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 構造生物化学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 西増 弘志 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (00467044)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 28,080千円 (直接経費: 21,600千円、間接経費: 6,480千円); 2013年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円); 2012年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円); 2011年度: 13,780千円 (直接経費: 10,600千円、間接経費: 3,180千円)
• キーワード: Enpp / 骨形成 / X線結晶構造 / 細胞外酵素 / リゾホスファチジルコリン / X線結晶構造解析 / ENPP

研究概要

Enpp1はピロリン酸を産生する細胞膜結合型の酵素で、骨形成を制御する役割を担う。Enpp1の遺伝子変異は重篤な骨疾患を引き起こし、Enpp1の遺伝子多型は肥満や2型糖尿病とも関連するが、Enpp1の変異や多型が病態を引き起こすメカニズムは不明だった。我々は生化学的解析とX線結晶構造解析を行い、Enpp1遺伝子に変異が起こると、Enpp1の分子構造がくずれることで酵素活性が低下し、骨疾患に至ることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Crystal structure of Cas9 in complex with guide RNA and target DNA (2014)
  • 著者名/発表者名: Nishimasu H, Ran FA, Hsu PD, Konermann S, Shehata SI, Dohmae N, Ishitani R, Zhang F, Nureki O
  • 雑誌名: Cell 巻: 156(5) 号: 5 ページ: 935-949
  • DOI: 10.1016/j.cell.2014.02.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression, purification, crystallization and preliminary X-ray crystallographic analysis of Enpp6 (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Morita, K. Kato, E. Mihara, R. Ishitani, J. Takagi, H. Nishimasu, J. Aoki, O. Nureki
  • 雑誌名: Acta Crystallogr Sect F Struct Biol Cryst Commun 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural Basis for Potent Inhibition of SIRT2 Deacetylase by a Macrocyclic Peptide Inducing Dynamic Structural Change (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamagata, K., Goto, Y., Nishimasu, H., Morimoto, J., Ishitani, R., Dohmae, N., Takeda, N., Nagai, R., Komuro, I., Suga, H., Nureki, O
  • 雑誌名: Structure 巻: 22 号: 2 ページ: 345-352
  • DOI: 10.1016/j.str.2013.12.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Screening and X-ray crystal structure-based optimization of autotaxin (ENPP2) inhibitors, using a newly developed fluorescence probe (2013)
  • 著者名/発表者名: Mitsuyasu Kawaguchi
  • 雑誌名: ACS chemical biology 巻: 8 号: 8 ページ: 1713-1721
  • DOI: 10.1021/cb400150c
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression, purification, crystallization and preliminary X-ray crystallographic analysis of Zucchini from Drosophila melanogaster (2012)
  • 著者名/発表者名: Fukuhara S, Nishimasu H, Bonnefond L, Matsumoto N, Ishitani R, Nureki O
  • 雑誌名: Acta Crystallogr 巻: F68 号: 11 ページ: 1346-1350
  • DOI: 10.1107/s1744309112038936
  • 査読あり
• [雑誌論文] The tRNA recognition mechanism of folate/FAD-dependent tRNA methyltransferase (TrmFO) (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamagami R, Yamashita K, Nishimasu H, Tomikawa C, Ochi A, Iwashita C, Hirata A, Ishitani R, Nureki O, Hori H
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 287 号: 51 ページ: 42480-42480
  • DOI: 10.1074/jbc.m112.390112
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure and function of Zucchini endoribonuclease in piRNA biogenesis. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nishimasu, Hirotsugu Ishizu
  • 雑誌名: Nature 巻: 491 号: 7423 ページ: 284-287
  • DOI: 10.1038/nature11509
  • 査読あり
• [雑誌論文] Specific recognition of linear polyubiquitin by A20 zinc finger 7 is involved in NF-κB regulation (2012)
  • 著者名/発表者名: Tokunaga F, Nishimasu H, Ishitani R, Goto E, Noguchi T, Mio K, Kamei K, Ma A, Iwai K, Nureki O
  • 雑誌名: EMBO J. 巻: 31 号: 19 ページ: 3856-3870
  • DOI: 10.1038/emboj.2012.241
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of Enpp1, an extracellular glycoprotein involved in bone mineralization and insulin signaling (2012)
  • 著者名/発表者名: Kato K, Nishimasu H, Okudaira S, Mihara E, Ishitani R, Takagi J, Aoki J, Nureki O
  • 雑誌名: Proc. Natl Acad. Sci. U. S. A. 巻: 109 号: 42 ページ: 16876-16881
  • DOI: 10.1073/pnas.1208017109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Dynamics Simulation of Autotaxin : Roles of the Nuclease-like Domain and the Glycan Modification. (2012)
  • 著者名/発表者名: Michio Koyama, Hiroshi Nishimasu, Ryuichiro Ishitani, Osamu Nureki
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 巻: 116 号: 39 ページ: 11798-11808
  • DOI: 10.1021/jp303198u
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression, purification, crystallization and preliminary X-ray crystallographic analysis of Enpp1 (2012)
  • 著者名/発表者名: Kato K, Nishimasu H, Mihara E, Ishitani R, Takagi J, Aoki J, Nureki O
  • 雑誌名: Acta Crystallogr 巻: F68 号: 7 ページ: 778-782
  • DOI: 10.1107/s1744309112019306
  • 査読あり
• [雑誌論文] A 3D view of autotaxin (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishimasu H, Ishitani R, Aoki J, Nureki O
  • 雑誌名: Trends Pharmacol Sci 巻: 33 号: 3 ページ: 138-145
  • DOI: 10.1016/j.tips.2011.12.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis for the bifunctionality of fructose-1,6-bisphosphate aldolase/phosphatase (2011)
  • 著者名/発表者名: Fushinobu S, Nishimasu H, Hattori D, Song HJ, Wakagi T
  • 雑誌名: Nature 巻: 478(7370) 号: 7370 ページ: 538-541
  • DOI: 10.1038/nature10457
  • 査読あり
• [雑誌論文] 脂質メディエーター産生酵素ATXの結晶構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西増弘志, 高木淳一, 青木淳賢, 濡木理
  • 雑誌名: 日本結晶学会誌 巻: 53 ページ: 207-212
  • NAID: 10029371554
  • 査読あり
• [学会発表] 骨石灰化やインスリンシグナルに関わる細胞外酵素Enpp1の結晶構造 (2013)
  • 著者名/発表者名: 加藤一希、西増弘志、奥平真一、三原恵美子、石谷隆一郎、高木淳一、青木淳賢
  • 学会等名: 第13回蛋白質科学会年会
  • 発表場所: とりぎん文化会館(鳥取)
  • 年月日: 2013-06-12
• [学会発表] 細胞外酵素Enppファミリーの結晶構造 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西増弘志
  • 学会等名: 大阪大学蛋白質研究所セミナー
  • 発表場所: 大阪大学蛋白質研究所(大阪)
  • 年月日: 2012-10-05
  • 招待講演
• [学会発表] Crystal structure of Enpp1, an extracellular glycoprotein involved in bone mineralization and insulin signaling (2012)
  • 著者名/発表者名: Kato K, Nishimasu H, Okudaira S, Mihara E, Ishitani R, Takagi J, Aoki J, Nureki O
  • 学会等名: Asian Crystallographic Association meeting 2012
  • 発表場所: Adelaid (Australia)
• [学会発表] Crystal structure of Enpp1, an extracellular glycoprotein involved in bone mineralization and insulin signaling (2012)
  • 著者名/発表者名: Kato K
  • 学会等名: Asian Crystallographic Association meeting 2012
  • 発表場所: Adelaid, Australia
• [学会発表] 細胞外酵素Enppファミリーの結晶構造 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西増弘志
  • 学会等名: 大阪大学蛋白質研究所セミナー
  • 発表場所: 大阪大学蛋白質研究所
  • 招待講演
• [学会発表] 脂質メディエーター産生酵素オートタキシンのX線結晶構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西増弘志、奥平真一、濱弘太郎、三原恵美子、堂前直、井上飛鳥、石谷隆一郎、高木淳一、青木淳賢、濡木理
  • 学会等名: 日本結晶学会年会
  • 発表場所: 北海道大学(北海道)
  • 年月日: 2011-11-24
• [学会発表] 脂質メディエーター産生酵素オートタキシンの結晶構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西増弘志, 奥平真一, 濱弘太郎, 三原恵美子, 堂前直, 井上飛鳥, 石谷隆一郎, 高木淳一, 青木淳賢, 濡木理
  • 学会等名: 平成23年度 日本結晶学会年会
  • 発表場所: 北海道大学学術交流会館
  • 年月日: 2011-11-23
• [学会発表] 古細菌の糖新生酵素フルクトース-1,6-ビスリン酸アルドラーゼ/ホスファターゼは1つの活性部位で2つの化学反応を触媒する (2011)
  • 著者名/発表者名: 西増弘志, 伏信進矢, 服部大紀, 宋賢珍, 若木高善
  • 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] 古細菌の糖新生酵素フルクトース-1,6-ビスリン酸アルドラーゼ/ホスファターゼは1つの活性部位で2つの化学反応を触媒する (2011)
  • 著者名/発表者名: 西増弘志
  • 学会等名: 第49回 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 兵庫県立大学姫路書写キャンパス(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] Crystal structure of autotaxin (2011)
  • 著者名/発表者名: Nishimasu H
  • 学会等名: FASEB Research Conference
  • 発表場所: Lucca (Italy)
  • 年月日: 2011-08-15
• [学会発表] 脂質メディエーター産生酵素オートタキシンの結晶構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西増弘志, 奥平真一, 濱弘太郎, 三原恵美子, 堂前直, 井上飛鳥, 石谷隆一郎, 高木淳一, 青木淳賢, 濡木理
  • 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パーク(大阪府)
  • 年月日: 2011-06-08
• [学会発表] 骨石灰化やインスリンシグナルに関わる細胞外酵素Enpp1の結晶構造
  • 著者名/発表者名: 加藤一希
  • 学会等名: 第13回蛋白質科学会年会
  • 発表場所: とりぎん文化会館（鳥取）
• [図書] 脂質メディエーター産生酵素オートタキシンの構造機能解析、濡木理実験医学 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石谷隆一郎、西増弘志、高木淳一、青木淳賢
  • 出版者: 羊土社
• [図書] 実験医学増刊 シグナル伝達研究最前線2012 翻訳後修飾,解析技術,疾患との連関から創薬応用まで (2012)
  • 著者名/発表者名: 石谷隆一郎, 西増弘志, 高木淳一, 青木淳賢, 濡木理
  • 総ページ数: 224
  • 出版者: 羊土社
• [備考] 骨疾患や糖尿病発症に関わるタンパク 質の構造と機能を解明(東京大学大学院理学系研究科プレスリリース)
  • URL: http://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2012/37.html
• [備考] 骨疾患や糖尿病発症に関わるタンパク質の構造と機能を解明
  • URL: http://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2012/37.html
• [産業財産権] オートタキシン阻害活性を有する 縮合ピラゾール誘導体 (2014)
  • 発明者名: 長野哲雄、岡部隆義、小島宏建、 川口充康、濡木理、石谷隆一郎、西増弘 志、青木淳賢、藤越千明、加藤学、大段 正英、田中伸幸
  • 権利者名: 長野哲雄、岡部隆義、小島宏建、 川口充康、濡木理、石谷隆一郎、西増弘 志、青木淳賢、藤越千明、加藤学、大段 正英、田中伸幸
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-037591
  • 出願年月日: 2014-02-27
• [産業財産権] オートタキシン阻害活性を有する8-置換イミダゾピリミジノン誘導体 (2014)
  • 発明者名: 長野哲雄、岡部隆義、小島宏建、 川口充康、濡木理、石谷隆一郎、西増弘 志、青木淳賢、藤越千明、田中伸幸、舘 野佑介、和田俊博
  • 権利者名: 長野哲雄、岡部隆義、小島宏建、 川口充康、濡木理、石谷隆一郎、西増弘 志、青木淳賢、藤越千明、田中伸幸、舘 野佑介、和田俊博
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2014-02-27
  • 外国
• [産業財産権] Crispr-Cas, Crystal Structure and Uses Thereof (2014)
  • 発明者名: Feng Zhang, Osamu Nureki, Hiroshi Nishimasu, Ryuichiro Ishitani
  • 権利者名: Feng Zhang, Osamu Nureki, Hiroshi Nishimasu, Ryuichiro Ishitani
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2014-01-22
  • 外国
• [産業財産権] オートタキシン阻害活性を有する縮合ピラゾール誘導体 (2014)
  • 発明者名: 長野哲雄、濡木理ら
  • 権利者名: 長野哲雄、濡木理ら
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-037591
  • 出願年月日: 2014-02-27
• [産業財産権] オートタキシン阻害活性を有する８－置換イミダゾピリミジノン誘導体 (2014)
  • 発明者名: 長野哲雄、濡木理ら
  • 権利者名: 長野哲雄、濡木理ら
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2014-02-27
  • 外国
• [産業財産権] Crispr-Cas, Crystal Structure and Uses Thereof (2013)
  • 発明者名: Feng Zhang, Osamu Nureki, Hiroshi Nishimasu, Ryuichiro Ishitani
  • 権利者名: Feng Zhang, Osamu Nureki, Hiroshi Nishimasu, Ryuichiro Ishitani
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2013-12-12
  • 外国
• [産業財産権] Crispr-Cas, New Nickases and Uses Thereof (2013)
  • 発明者名: Feng Zhang, Osamu Nureki, Hiroshi Nishimasu
  • 権利者名: Feng Zhang, Osamu Nureki, Hiroshi Nishimasu
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2013-12-12
  • 外国