蛋白質工学的手法による酸化ストレス下で働く新規グロビン蛋白質の機能制御機構の解明

• 研究課題/領域番号: 26440047
• 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: 機能生物化学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 若杉 桂輔 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (20322167)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 蛋白質 / ストレス / シグナル伝達 / 生理活性

研究成果の概要

ニューログロビン（Ngb）は酸化ストレスから神経細胞を保護する働きを持つ。以前、我々は、ヒトNgbが酸化ストレス下にヘテロ三量体G蛋白質αサブユニット（Gαi）と特異的に結合しGDP解離阻害因子として働くことを明らかにした。本研究では、ヒトNgbのGlu53, Glu60, Glu118が、Ngbの細胞保護能及びGαi1との結合に重要であることを明らかにした。さらに、ヒトGαi1のLys46, Lys70, Arg208, Lys209, Lys210がヒトNgbとの相互作用に重要であることを明らかにした。以上の結果をもとに、ヒトNgbとGαi1との複合体の構造モデルを提唱することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Identification of residues crucial for the interaction between human neuroglobin and the α-subunit of heterotrimeric Gi protein. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, N., and Wakasugi, K.
  • 雑誌名: Scientific Reports (Nature Publishing Group) 巻: 6 号: 1 ページ: 24948-24948
  • DOI: 10.1038/srep24948
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Identification of a residue crucial for the angiostatic activity of human mini tryptophanyl-tRNA synthetase by focusing on its molecular evolution. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakamoto, T., Miyanokoshi, M., Tanaka, T., and Wakasugi, K.
  • 雑誌名: Scientific Reports (Nature Publishing Group) 巻: 6 号: 1 ページ: 24750-24750
  • DOI: 10.1038/srep24750
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A possible role of neuroglobin in the retina after optic nerve injury: a comparative study of zebrafish and mouse retina. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sugitani, K., Koriyama, Y., Ogai, K., Wakasugi, K., and Kato, S.
  • 雑誌名: Adv. Exp. Med. Res. 巻: 854 ページ: 671-675
  • DOI: 10.1007/978-3-319-17121-0_89
  • NAID: 120005682638
  • ISBN: 9783319171203, 9783319171210
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Cystatin C protects neuronal cells against mutant copper-zinc superoxide dismutase-mediated toxicity. (2014)
  • 著者名/発表者名: WATANABE Seiji, HAYAKAWA Tomoyo, Wakasugi Keisuke, YAMANAKA Koji
  • 雑誌名: Cell Death & Disease 巻: 5 号: 10 ページ: e1497-e1497
  • DOI: 10.1038/cddis.2014.459
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] ニューログロビンの機能解析と蛋白質工学 (2017)
  • 著者名/発表者名: 若杉 桂輔、小野塚 渉、高橋 望
  • 学会等名: 第17回蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 仙台国際センター(宮城県仙台市)
  • 年月日: 2017-06-20
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞膜透過能をもつキメラニューログロビンは神経突起の伸長を促進する (2017)
  • 著者名/発表者名: 高橋 望、小野塚 渉、渡邊 征爾、若杉 桂輔
  • 学会等名: 第17回蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 仙台国際センター(宮城県仙台市)
  • 年月日: 2017-06-20
• [学会発表] 結核菌ヘモグロビンNの細胞膜透過能の発見 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小野塚 渉、上岡 勇輝、若杉 桂輔
  • 学会等名: 第17回蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 仙台国際センター(宮城県仙台市)
  • 年月日: 2017-06-20
• [学会発表] キメラZHHHニューログロビンは細胞膜を透過し神経突起を伸長させる (2017)
  • 著者名/発表者名: 高橋 望、小野塚 渉、渡邊 征爾、若杉 桂輔
  • 学会等名: 第17回東京大学生命科学シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス(東京都文京区)
  • 年月日: 2017-04-15
• [学会発表] 神経保護作用を持つヒトニューログロビンとヘテロ三量体Gi蛋白質αサブユニットとの相互作用に重要なアミノ酸残基の特定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高橋望、若杉桂輔
  • 学会等名: 第54回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: つくば国際会議場(茨城県つくば市）
  • 年月日: 2016-11-25
• [学会発表] 細胞膜を透過し神経突起を伸長させる人工蛋白質キメラニューログロビンの機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高橋 望、若杉 桂輔
  • 学会等名: 第38回 日本分子生物学会年会 第88回 日本生化学会大会 合同年会(BMB2015)
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] 魚類ニューログロビンの細胞膜透過におけるヘムの配位状態の影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小野塚 渉、若杉 桂輔
  • 学会等名: 第38回 日本分子生物学会年会 第88回 日本生化学会大会 合同年会(BMB2015)
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] ヒトのトリプトファニルtRNA合成酵素による細胞内へのトリプトファン取り込みの調節 (2015)
  • 著者名/発表者名: 宮ノ腰 美希、若杉 桂輔
  • 学会等名: 第38回 日本分子生物学会年会 第88回 日本生化学会大会 合同年会(BMB2015)
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] 分子進化過程に着目したヒト・ミニ・トリプトファニルtRNA合成酵素の血管新生抑制能に重要なアミノ酸残基の特定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中本 晃正、田中 智章、宮ノ腰 美希、若杉 桂輔
  • 学会等名: 第38回 日本分子生物学会年会 第88回 日本生化学会大会 合同年会(BMB2015)
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] Identification of crucial residues for the angiostatic activity of human mini tryptophanyl-tRNA synthetase (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakamoto, T., Tanaka, T., Miyanokoshi, M., and Wakasugi, K.
  • 学会等名: 10th International symposium on aminoacyl-tRNA synthetase (aaRS2015)
  • 発表場所: Barcelona, Spain
  • 年月日: 2015-10-18
  • 国際学会
• [学会発表] 酸化ストレスから細胞を守るニューログロビンのヘテロ三量体G蛋白質αサブユニットとの相互作用部位の特定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高橋望、若杉桂輔
  • 学会等名: 第15回東京大学生命科学シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス(東京都文京区）
  • 年月日: 2015-06-27
• [学会発表] 生物進化に伴うニューログロビン蛋白質の機能変化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 若杉 桂輔、高橋 望、小野塚 渉、森田 真人、早川 友世、上岡 勇輝、内田 裕之、渡邊 征爾
  • 学会等名: 第４０回 生命の起源および進化学会 学術講演会
  • 発表場所: 東京理科大学葛飾キャンパス（東京都葛飾区）
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-17
• [学会発表] Coordinated activation of autophagy and proteolysis inhibition is essential for neuroprotection by cystatin C against mutant SOD-1-mediated toxicity. (2014)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, S., Wakasugi, K., and Yamanaka, K.
  • 学会等名: 25th International symposium on ALS/MND
  • 発表場所: Brussels, Belgium
  • 年月日: 2014-12-05 – 2014-12-07
• [学会発表] 神経細胞保護作用を持つニューログロビンのヘテロ三量体G蛋白質αサブユニットとの相互作用解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋望、若杉桂輔
  • 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（京都府京都市）
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [学会発表] 変異SOD1由来の毒性に対するシスタチンCの神経細胞保護機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 渡邊征爾、若杉桂輔、山中宏二
  • 学会等名: 第37回 日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-09-13
• [学会発表] ヒトのニューログロビンが持つ酸化ストレスに対する神経細胞保護作用の分子制御機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋望、渡邊征爾、若杉桂輔
  • 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 / 横浜産貿易ホール マリネリア（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-06-25 – 2014-06-27
• [備考] 東京大学大学院総合文化研究科広域科学専攻生命環境科学系 若杉桂輔研究室
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/wakasugilab/