ユビキチン鎖を介したＤＮＡ損傷応答制御の構造基盤

• 研究課題/領域番号: 24247014
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 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: 東京大学
• 研究代表者: 深井 周也 東京大学, 放射光連携研究機構, 准教授 (10361792)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 44,330千円 (直接経費: 34,100千円、間接経費: 10,230千円); 2015年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円); 2014年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円); 2013年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円); 2012年度: 14,170千円 (直接経費: 10,900千円、間接経費: 3,270千円)
• キーワード: 分子認識 / DNA修復 / タンパク質複合体 / ユビキチン / Ｘ線結晶構造解析 / 構造生物学 / X線結晶構造解析

研究成果の概要

ユビキチンは，タンパク質分解をはじめとする多様な細胞機能を制御するシグナル分子としての役割を担うが，複数のユビキチン分子が数珠つなぎになったポリユビキチン鎖として機能する例が多く知られる．本研究では，K63結合型ユビキチン鎖を介したDNAの二重鎖切断（DSB）応答のメカニズムを原子の解像度で明らかにすることを目的として，DSB応答を制御するK63結合型ユビキチン鎖の合成・分解・認識に重要なタンパク質複合体の立体構造を決定した．さらに，構造情報に基づいて設計した変異体を用いて，in viroおよび細胞レベルでの機能解析を行うことで機能と構造の相関を明らかにした．

研究成果

• [雑誌論文] Structural basis for ubiquitin recognition by ubiquitin-binding zinc finger of FAAP20 (2015)
  • 著者名/発表者名: Toma, A, Takahashi, T. S., Sato, Y., Yamagata, A., Goto-Ito, S., Nakada, S., Fukuto, A., Horikoshi, Y., Tashiro, S., Fukai, S.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10 号: 3 ページ: 1-15
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0120887
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structures of CYLD USP with Met1- or Lys63-linked diubiquitin reveal mechanisms for dual specificity (2015)
  • 著者名/発表者名: Sato, Y., Goto, E., Shibata, Y., Kubota, Y., Yamagata, A., Goto-Ito, S., Kubota, K., Inoue, J., Takekawa, M., Tokunaga, F. and Fukai, S.
  • 雑誌名: Nat. Struct. Mol. Biol. 巻: 22 号: 3 ページ: 222-229
  • DOI: 10.1038/nsmb.2970
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Core structures of ubiquitin dictate its dynamics and function (2014)
  • 著者名/発表者名: Fukai, S.
  • 雑誌名: Journal of Molecular Biology 巻: 426 号: 7 ページ: 1367-1369
  • DOI: 10.1016/j.jmb.2013.12.008
• [雑誌論文] Get1 stabilizes an open dimer conformation of get3 ATPase by binding two distinct interfaces. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kubota K, Yamagata A, Sato Y, Goto-Ito S, Fukai S.
  • 雑誌名: J Mol Biol. 巻: 422(3) 号: 3 ページ: 366-75
  • DOI: 10.1016/j.jmb.2012.05.045
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular basis of Lys-63-linked polyubiquitination inhibition by the interaction between human deubiquitinating enzyme OTUB1 and ubiquitin-conjugating enzyme UBC13. (2012)
  • 著者名/発表者名: Sato Y, Yamagata A, Goto-Ito S, Kubota K, Miyamoto R, Nakada S, Fukai S.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 287(31) 号: 31 ページ: 25860-8
  • DOI: 10.1074/jbc.m112.364752
  • 査読あり
• [雑誌論文] ポリユビキチン鎖選択的結合による細胞機能制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐藤裕介，深井周也
  • 雑誌名: 生化学 巻: 84 ページ: 776-779
  • NAID: 10031122383
  • 査読あり
• [学会発表] 化学的なユビキチン鎖合成のための試料調製法の探索 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中村美紅
  • 学会等名: BMB2015
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-12-02
• [学会発表] ユビキチン鎖による炎症シグナル制御の構造基盤 (2014)
  • 著者名/発表者名: 深井 周也
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 年月日: 2014-10-15
  • 招待講演
• [学会発表] 中程度の分解能での結晶構造解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 深井 周也
  • 学会等名: 第14回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: ワークピア横浜
  • 年月日: 2014-06-27
  • 招待講演
• [学会発表] Structural basis for selective cleavage of M1- and K63-linked polyubiquitin chains by a CYLD deubiquitinase (2013)
  • 著者名/発表者名: Shuya Fukai, Yusuke Sato
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Laboratory 2013 meeting - The Ubiquitin Family
  • 発表場所: Cold Spring Harbor Laboratory, 米国
  • 招待講演
• [学会発表] Structural basis for recognition of ubiquitin by UMI domain of RNF168 (2013)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Sato, Aya Toma, Shuya Fukai
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Laboratory 2013 meeting - The Ubiquitin Family
  • 発表場所: Cold Spring Harbor Laboratory, 米国
• [図書] Advanced Methods in Structural Biology (Springer Protocols Handbooks) (2016)
  • 著者名/発表者名: Shuya Fukai
  • 総ページ数: 290
  • 出版者: Springer