酸素分子が制御する細胞内タンパク質への銅イオン供給メカニズム

• 研究課題/領域番号: 25291028
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能生物化学
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 古川 良明 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (40415287)
• 連携研究者: 野村 尚生 慶應義塾大学, 理工学部, 助教 (90597840)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円); 2015年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2014年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2013年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
• キーワード: 銅シャペロン / 神経変性疾患 / タンパク質フォールディング / SOD1 / タンパク質凝集 / 筋萎縮性側索硬化症 / 金属タンパク質 / タンパク質 / 銅イオン / 金属シャペロン / ジスルフィド結合

研究成果の概要

銅イオンは生命活動に必須の構成成分で、さまざまなタンパク質と結合することにより、酵素活性の中心として機能している。生体内での存在量は微量なレベル（成人で80 mg）に調節され、遺伝的要因や過剰な摂取・欠乏による濃度異常は多くの疾患の原因となる。本課題の遂行により、生体内におけるタンパク質への銅イオン輸送メカニズムの一端が明らかとなり、銅イオン輸送制御の破綻が発症要因となるヒト疾患の病理メカニズムについても、その知見を得ることができた。

研究成果

• [雑誌論文] A molecular mechanism realizing sequence-specific recognition of nucleic acids by TDP-43 (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshiaki Furukawa, Yoh Suzuki, Mami Fukuoka, Kenichi Nagasawa, Kenta Nakagome, Hideaki Shimizu, Atsushi Mukaiyama, and Shuji Akiyama
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 号: 1 ページ: 20576-20576
  • DOI: 10.1038/srep20576
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Conformational Disorder of the Most Immature Cu,Zn-Superoxide Dismutase Leading to Amyotrophic Lateral Sclerosis (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshiaki Furukawa, Itsuki Anzai, Shuji Akiyama, Mizue Imai, Fatima Joy Consul Cruz, Tomohide Saio, Kenichi Nagasawa, Takao Nomura, and Koichiro Ishimori
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 巻: 291 号: 8 ページ: 4144-4155
  • DOI: 10.1074/jbc.m115.683763
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Aggregation of FET Proteins as a Pathological Change in Amyotrophic Lateral Sclerosis (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshiaki Furukawa and Eiichi Tokuda
  • 雑誌名: Protein Reviews 巻: 印刷中
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cysteine residues in Cu,Zn-superoxide dismutase are essential to toxicity in Caenorhabditis elegans model of amyotrophic lateral sclerosis (2015)
  • 著者名/発表者名: Mariko Ogawa, Hisashi Shidara, Kotaro Oka, Masaru Kurosawa, Nobuyuki Nukina, and Yoshiaki Furukawa
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 463 号: 4 ページ: 1196-1202
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.06.084
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A primary role for disulfide formation in the productive folding of prokaryotic Cu,Zn-superoxide dismutase (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Sakurai, Itsuki Anzai, and Yoshiaki Furukawa
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 巻: 289 号: 29 ページ: 20139-20149
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.567677
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Intranuclear aggregation of mutant FUS/TLS as a molecular pathomechanism of amyotrophic lateral sclerosis (2014)
  • 著者名/発表者名: Nomura, T., Watanabe, S., Kaneko, K., Yamanaka, K., Nukina, N. & Furukawa, Y.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 289 号: 2 ページ: 1192-1202
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.516492
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A seeded propagation of Cu,Zn-superoxide dismutase aggregates in amyotrophic lateral sclerosis (2014)
  • 著者名/発表者名: Mariko Ogawa and Yoshiaki Furukawa
  • 雑誌名: Frontiers in Cellular Neuroscience 巻: 8 ページ: 1-5
  • DOI: 10.3389/fncel.2014.00083
  • 査読あり
• [雑誌論文] Redox environment is an intracellular factor to operate distinct pathways for aggregation of Cu,Zn-superoxide dismutase in amyotrophic lateral sclerosis (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshiaki Furukawa
  • 雑誌名: Frontiers in Cellular Neuroscience 巻: 7 ページ: 1-9
  • DOI: 10.3389/fncel.2013.00240
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intracellular seeded aggregation of mutant Cu,Zn-superoxide dismutase associated with amyotrophic lateral sclerosis (2013)
  • 著者名/発表者名: Furukawa, Y., Kaneko, K., Watanabe, S., Yamanaka, K. & Nukina, N.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 巻: 587 号: 16 ページ: 2500-2505
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2013.06.046
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 抗酸化酵素の活性発現を可能にする金属イオンの新たな獲得メカニズム (2016)
  • 著者名/発表者名: 小久保 鉄平、櫻井 靖之、古川 良明
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学（京都府・京田辺市）
  • 年月日: 2016-03-26
• [学会発表] 細胞内銅イオン輸送を可能にする銅シャペロンのドメイン構造 (2016)
  • 著者名/発表者名: 福岡 真実、長野 功、古川 良明
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学（京都府・京田辺市）
  • 年月日: 2016-03-26
• [学会発表] Lost in metallation: the disaster on a protein structure leading to neurodegeneration (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshiaki Furukawa, Itsuki Anzai, Kennichi Nagasawa, Shuji Akiyama, Mizue Imai, and Koichiro Ishimori
  • 学会等名: 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
  • 発表場所: Honolulu（USA）
  • 年月日: 2015-12-15
• [学会発表] A new mechanism of SOD1 activation regulated by copper chaperone in Clonorchis sinensis (2015)
  • 著者名/発表者名: Mami Fukuoka, Isao Nagano, and Yoshiaki Furukawa
  • 学会等名: 日本生物物理学会第53回年会
  • 発表場所: 金沢大学（石川県・金沢市）
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] A new intramolecular route to acquire metal ions in superoxide dismutase (2015)
  • 著者名/発表者名: Teppei Kokubo, Yasuyuki Sakurai, and Yoshiaki Furukawa
  • 学会等名: 日本生物物理学会第53回年会
  • 発表場所: 金沢大学（石川県・金沢市）
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] 銅・亜鉛スーパーオキシドディスムターゼの光と影：抗酸化機能と神経変性疾患 (2015)
  • 著者名/発表者名: 古川 良明
  • 学会等名: 第２８回生物無機化学夏季セミナー
  • 発表場所: 伊豆山喜旅館（静岡県・伊東市）
  • 年月日: 2015-08-28
  • 招待講演
• [学会発表] Lights and shadows of Cu,Zn-superoxide dismutase (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshiaki Furukawa
  • 学会等名: The 17th International Conference on Biological Inorganic Chemistry
  • 発表場所: Beijing（China）
  • 年月日: 2015-07-20
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Fungal isolates with different pathotypes show distinct levels of SOD1 activity controlled by copper chaperone (2015)
  • 著者名/発表者名: Carolyn Lim, Yoshiyuki Usami, and Yoshiaki Furukawa
  • 学会等名: The 17th International Conference on Biological Inorganic Chemistry
  • 発表場所: Beijing（China）
  • 年月日: 2015-07-20
  • 国際学会
• [学会発表] A new maturation mechanism of metalloproteins regulated by formation of a disulfide bond (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshiaki Furukawa
  • 学会等名: Mini Symposium in IMS
  • 発表場所: 分子科学研究所（愛知県・岡崎市）
  • 年月日: 2014-12-17
  • 招待講演
• [学会発表] Disulfide formation acts as a redox sensor for enzymatic activation of Cu,Zn-superoxide dismutase (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshiaki Furukawa
  • 学会等名: 7th Asian Biological Inorganic Chemistry Conference
  • 発表場所: Gold Coast (Australia)
  • 年月日: 2014-11-30 – 2014-12-05
• [学会発表] Molecular recognition in copper chaperone system is regulated by Zn ion (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuma Wakahara and Yoshiaki Furukawa
  • 学会等名: 7th Asian Biological Inorganic Chemistry Conference
  • 発表場所: Gold Coast (Australia)
  • 年月日: 2014-11-30 – 2014-12-05
• [学会発表] A molecular mechanism of bacterial superoxide dismutase regulated by disulfide formation (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshiaki Furukawa
  • 学会等名: The 7th Korea-Japan Seminars on Biomolecular Sciences: Experiments and Simulations
  • 発表場所: Seoul (South Korea)
  • 年月日: 2014-11-26 – 2014-11-28
  • 招待講演
• [学会発表] タンパク質ジスルフィドの異常が神経変性疾患の発症に果たす役割：線虫を用いた表現型解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小川 まり子、設樂 久志、岡 浩太郎、古川 良明
  • 学会等名: 日本生物物理学会第52回年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] ジスルフィド結合のシャッフリングを標的とした異常なタンパク質オリゴマー化の抑制手法 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安齋 樹、東一 圭祐、向山 厚、秋山 修志、古川 良明
  • 学会等名: 日本生物物理学会第52回年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] An activation mechanism of human Cu,Zn-superoxide dismutase by its copper chaperone, CCS (2014)
  • 著者名/発表者名: Carolyn Lim and Yoshiaki Furukawa
  • 学会等名: 日本生物物理学会第52回年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] ジスルフィド結合が制御するSOD1タンパク質の凝集メカニズム (2014)
  • 著者名/発表者名: 古川 良明
  • 学会等名: 2014 タウ研究ミーティング
  • 発表場所: 同志社大学東京オフィス（東京都）
  • 年月日: 2014-08-01
  • 招待講演
• [学会発表] タンパク質の凝集に関わる実験的諸問題について (2014)
  • 著者名/発表者名: 古川 良明
  • 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（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2014-06-25 – 2014-06-27
• [学会発表] 亜鉛イオンが制御する細胞内銅イオン輸送のメカニズム (2014)
  • 著者名/発表者名: 若原 裕磨、本田 一起、古川 良明
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス
• [学会発表] ジスルフィド結合による銅・亜鉛スーパーオキサイドディスムターゼ活性の制御メカニズム (2014)
  • 著者名/発表者名: 櫻井 靖之、古川 良明
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス
• [学会発表] SOD1への細胞内銅イオン輸送を制御するタンパク質ネットワーク (2013)
  • 著者名/発表者名: 中込 健太、三冨 康司、古川 良明
  • 学会等名: 日本生物物理学会第51回年会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
• [学会発表] Molecular recognition of SOD1 by its copper chaperone protein CCS: interplay of zinc ion and disulfide bond controls intracellular copper transport (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshiaki Furukawa, Kazuki Honda, and Yuma Wakahara
  • 学会等名: 16th International Conference on Biological Inorganic Chemistry
  • 発表場所: Grenoble, France
• [学会発表] The Activation Mechanism of Bacterial Cu,Zn-Superoxide Dismutase (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Sakurai and Yoshiaki Furukawa
  • 学会等名: 16th International Conference on Biological Inorganic Chemistry
  • 発表場所: Grenoble, France
• [備考] Furukawa Lab. Home
  • URL: http://www.chem.keio.ac.jp/~furukawa/index.html
• [備考] Furukawa Lab.
  • URL: http://www.chem.keio.ac.jp/~furukawa/index.html
• [備考] Furukawa Lab.
  • URL: http://www.chem.keio.ac.jp/~furukawa/index.html