Study on effect of electrostatic interactions on stability of electron transfer complexes and amyloid fibrils

• 研究課題/領域番号: 25870407
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 構造生物化学; 生物物理学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 李 映昊 大阪大学, たんぱく質研究所, 講師 (70589431)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2014年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2013年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: Amyloid fibril / Binding thermodynamics / Calorimetry / Electron transfer / Electrostatics / Enzyme activity / Interprotein interaction / Protein misfolding / Charge interaction / Enthalpy and entropy / Hydrophobic effect / Intermolecular force / Protein aggregation / Thermodynamics

研究成果の概要

Ferredoxin(Fd)とsulfite reductase間、そして、FdとFd NADP(+)-reductase間の分子間相互作用と酵素活性との関連性を熱測定、核磁気共鳴分光法、Ｘ線結晶構造解析、酵素活性測定などの様々な手法を用いて調べた。蛋白質間の静電的相互作用とともに非静電相互作用も電子伝達複合体形成に重要であることを明らかにした。加えて、分子間の非共有結合の微調整によって酵素の活性が制御されることを提案した。様々な病気の原因となるアミロイド線維も球状蛋白質のように高温で高温変性し、低温で低温変性することを見出し、線維の低温変性には分子間の静電反発が重要であることを提案した。

研究成果

• [雑誌論文] Accurate Secondary Structure Prediction and Fold Recognition for Circular Dichroism Spectroscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: Andras Micsonai, Frank Wien, Linda Kernya, Young-Ho Lee, Yuji Goto, Matthieu Refregiers, and Jozsef Kardos
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 巻: ー
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimized Co-Solute Paramagnetic Relaxation Enhancement for the Rapid NMR Analysis of a Highly Fibrillogenic Peptide (2015)
  • 著者名/発表者名: Nur Alia Oktaviani, Michael W. Risor, Young-Ho Lee, Rik P. Megens, Djurre H. de Jong, Renee Otten, Ruud M. Scheek, Jan J. Enghild, Niels Chr. Nielsen, Takahisa Ikegami, and Frans A. A. Mulder
  • 雑誌名: Journal of Biomolecular NMR 巻: ー
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of a Reduced Disulfide Bond on Aggregation Properties of the Human IgG1 CH3 Domain (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa Sakurai, Ryosuke Nakahata, Young-Ho Lee, Jozsef Kardos, Takahisa Ikegami, and Yuji Goto
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta 巻: ー 号: 10 ページ: 1526-1535
  • DOI: 10.1016/j.bbapap.2015.02.020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrasonication-dependent formation and degradation of α-synuclein amyloid fibrils (2015)
  • 著者名/発表者名: Hisashi Yagi, Aiko Mizuno, Masatomo So, Miki Hirano, Masayuki Adachi, Yoko Akazawa-Ogawa, Yoshihisa Hagihara, Tatsuya Ikenoue, Young-Ho Lee, Yasushi Kawata, Yuji Goto
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta 巻: 1854 号: 3 ページ: 209-217
  • DOI: 10.1016/j.bbapap.2014.12.014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Small Liposomes Accelerate the Fibrillation of Amyloid β (2015)
  • 著者名/発表者名: Mayu S. Terakawa, Hisashi Yagi, Masayuki Adachi, Young-Ho Lee, Yuji Goto
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 巻: 290 号: 2 ページ: 815-826
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.592527
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Supersaturation-limited Amyloid Fibrillation of Insulin Revealed by Ultrasonication (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroya Muta, Young-Ho Lee, Jozsef Kardos, Yuxi Lin, Hisashi Yagi, Yuji Goto
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 巻: 289 号: 26 ページ: 18228-18238
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.566950
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cold denaturation of alpha-synuclein amyloid fibrils. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ikenoue, T. , Lee, Y.-H. , Kardos, J., Sakai, M., Yagi, H., Kawata, Y. and Goto, Y.
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 53 号: 30 ページ: 7799-7804
  • DOI: 10.1002/anie.201403815
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] NMR Characterization of the Interaction of the Endonuclease Domain of MutL with Divalent Metal Ions and ATP (2014)
  • 著者名/発表者名: Mizushima R, Kim JK, Suetake I, Tanaka H, Takai T, Kamiya N, Takano Y, Mishima Y, Tajima S, Goto Y, Fukui K, *Lee YH
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 9 号: 6 ページ: e98554-e98554
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0098554
  • NAID: 120006557621
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Heat-induced Irreversible Denaturation of the Camelid Single Domain VHH Antibody is Governed by Chemical Modifications (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoko Akazawa-Ogawa, Mizuki Takashima, Young-Ho Lee, Takahisa Ikegami, Yuji Goto, Koichi Uegaki, and Yoshihisa Hagihara
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 289 号: 22 ページ: 15666-15679
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.534222
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heat of supersaturation-limited amyloid burst directly monitored by isothermal titration calorimetry. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ikenoue, T., Lee, Y.-H., Kardos, J., Yagi, H., Ikegami, T., Naiki, H. and Goto, Y.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 111 号: 18 ページ: 6654-6659
  • DOI: 10.1073/pnas.1322602111
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Solubility and supersaturation-dependent protein misfolding revealed by ultrasonication. (2014)
  • 著者名/発表者名: Lin, Y., Lee, Y.-H., Yoshimura, Y., Yagi, Y. and Goto, Y.
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 30 号: 7 ページ: 1845-1854
  • DOI: 10.1021/la403100h
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fine-tuned broad binding capability of human lipocalin-type prostaglandin D synthase for various small lipophilic ligands. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kume S, Lee YH, Nakatsuji M, Teraoka Y, Yamaguchi K, Goto Y, Inui T
  • 雑誌名: FEBS Lett 巻: 588 号: 6 ページ: 962-969
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2014.02.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heat of supersaturation-limited amyloid burst directly monitored by isothermal titration calorimetry (2014)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Ikenouea(a)*, Young-Ho Lee(a)*, Jozsef Kardos, Hisashi Yagi, Takahisa Ikegami, Hironobu Naiki, and Yuji Goto (*equal contribution)
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 巻: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heat-Induced Irreversible Denaturation of the Camelid Single Domain VHH Antibody is Governed by Chemical Modifications (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoko Akazawa-Ogawa(a), Mizuki Takashima, Young-Ho Lee(b), Takahisa Ikegami, Yuji Goto, Koichi Uegaki, and Yoshihisa Hagihara
  • 雑誌名: Journal of biological chemistry 巻: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Remaining structures at the N- and C-terminal regions of alpha-synuclein accurately elucidated by amide-proton exchange NMR with fitting (2013)
  • 著者名/発表者名: Okazaki, H., Ohori, Y., Komoto, M., Lee, Y-H, Goto, Y., Tochio, N., and Nishimura, C.*
  • 雑誌名: FEBS Letters 巻: 587 号: 22 ページ: 3709-3714
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2013.09.039
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure, folding dynamics and amyloidogenesis of Asp76Asn β2-microglobulin: roles of shear flow, hydrophobic surfaces and α crystallin. (2013)
  • 著者名/発表者名: Mangione PP, Esposito G, Relini A, Raimondi S, Porcari R, Giorgetti S, Corazza A, Fogolari F, Penco A, Goto Y, Lee YH, Yagi H, Cecconi C, Naqvi MM, Gillmore JD, Hawkins PN, Chiti F, Rolandi R, Taylor GW, Pepys MB, Stoppini M, Bellotti V.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 288 号: 43 ページ: 30917-30930
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.498857
  • 査読あり
• [雑誌論文] Concentration-dependent oligomerization of cross-linked complexes between ferredoxin and ferredoxin-NADP+ reductase (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoko Kimata-Ariga, Hisako Kubota-Kawai, Young-Ho Lee, Norifumi Muraki, Takahisa Ikegami, Genji Kurisu, Toshiharu Hase
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: in press 号: 4 ページ: 867-872
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2013.04.033
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of a new interaction mode between the Src homology 2 domain of C-terminal Src kinase (Csk) and Csk-binding protein/phosphoprotein associated with glycosphingolipid microdomains (2013)
  • 著者名/発表者名: Tanaka H, Akagi K, Oneyama C, Tanaka M, Sasaki Y, Kanou T, Lee YH, Yokogawa D, Dobenecker MW, Nakagawa A, Okada M, Ikegami T
  • 雑誌名: J Biol Chem 2013 巻: 288(21) 号: 21 ページ: 15240-54
  • DOI: 10.1074/jbc.m112.439075
  • NAID: 120006770869
  • 査読あり
• [学会発表] Toward establishing the thermodynamics of protein misfolding and aggregation (2015)
  • 著者名/発表者名: Young-Ho Lee
  • 学会等名: 先端融合科学シンポジウム「生体分子のダイナミクスを眺める」
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 2015-01-19 – 2015-01-20
• [学会発表] Finely-tuned intermolecular interactions for protein function (2015)
  • 著者名/発表者名: Young-Ho Lee
  • 学会等名: Korea-Japan joint international seminar
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 2015-01-11
• [学会発表] Finely-tuned intermolecular interactions for protein function (2014)
  • 著者名/発表者名: Young-Ho Lee
  • 学会等名: The 11th Japan-Korea Bilateral Symposium on Biological NMR symposium
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 2014-12-17 – 2014-12-20
• [学会発表] Thermodynamic characterization of supersaturation-limited protein misfolding and aggregation by calorimetry (2014)
  • 著者名/発表者名: Young-Ho Lee
  • 学会等名: International Seminar on "Mechanism and regulation of aberrant protein aggregation"
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 2014-11-17 – 2014-11-20
• [学会発表] Heat of supersaturation-limited amyloid burst directly monitored by isothermal titration calorimetry (2014)
  • 著者名/発表者名: Young-Ho Lee
  • 学会等名: The 14th Annual Meeting of the Protein Science Society of Japan
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 2014-06-25 – 2014-06-27
• [学会発表] Cold denaturation of alpha-synuclein amyloid fibrils (2014)
  • 著者名/発表者名: Young-Ho Lee(a), Tatsuya Ikenoue, and Yuji Goto(b)
  • 学会等名: The 4th Conference of the Asia Pacific Protein Association (APPA2014)
  • 発表場所: Jeju (韓国)
• [学会発表] Intermolecular electrostatic interaction between ferredoxin and sulfite reductase studied by isothermal titration calorimetry and nuclear magnetic resonance (2014)
  • 著者名/発表者名: Young-Ho Lee(a), Ju Yaen Kim, Takahisa Ikegami, Yuji Goto, and Toshiharu Hase(b)
  • 学会等名: The 9th international workshop on sulfur in plants
  • 発表場所: Freiberg（ドイツ）
• [学会発表] Cold-denaturation of amyloid fibrils of alpha-synuclein based on a main-chain dominated architecture (2013)
  • 著者名/発表者名: 李 映昊(a)
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 招待講演
• [学会発表] Cold-denaturation of amyloid fibrils of alpha-synuclein based on a main-chain dominated architecture (2013)
  • 著者名/発表者名: Young-Ho Lee(a)
  • 学会等名: Institute for Protein Research seminar on Exploring the New Horizons of Protein Folding and Misfolding Studies
  • 発表場所: 大阪
  • 招待講演
• [図書] Sulfur Metabolism in Plants (Molecular Physiology and Ecophysiology) (2015)
  • 著者名/発表者名: Ju Yaen Kim, Takahisa Ikegami, Yuji Goto, Toshiharu Hase, and Young-Ho Lee
  • 総ページ数: 300
  • 出版者: Springer