ピルビン酸デヒドロゲナーゼキナーゼの制御機構の解明

• 研究課題/領域番号: 26450126
• 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: 応用生物化学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 廣政 恭明 九州大学, 農学研究院, 准教授 (40291934)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: アロステリック効果 / ダイナミクス / 蛍光異方性 / 分子間相互作用 / キナーゼ / タンパク質の動的構造変化 / 機能制御 / 時間分割蛍光法 / 時間分割蛍光

研究成果の概要

本研究は、ヒトピルビン酸デヒドロゲナーゼキナーゼ (PDHK)の機能制御の解明を目的に、リガンド結合によるC末端に存在するクロスアーム構造の変化について、PDHK2のTrp383の蛍光を指標とした物理化学的手法により明らかにした。また、ROSによるCys384の化学修飾によるPDHKの機能制御について検討した。ADPとピルビン酸がPDHK2と共結合すると、Trp383を含むC末端構造の運動性が増加しクロスアーム構造が開放され、基質であるPDCとの相互作用が失われた。PDHK1についても同様の結果を得た。また、Cys384の化学修飾によりクロスアーム構造の形成が阻害されることがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] Atomic Structure of the E2 Inner Core of Human Pyruvate Dehydrogenase Complex (2018)
  • 著者名/発表者名: Jiang Jiansen、Baiesc Flavius L.、Hiromasa Yasuaki、Yu Xuekui、Hui Wong Hoi、Dai Xinghong、Roche Thomas E.、Zhou Z. Hong
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 印刷中 号: 16 ページ: 2325-2334
  • DOI: 10.1021/acs.biochem.8b00357
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Characterization and regulation of expression of an antifungal peptide from hemolymph of an insect, Manduca sexta. (2016)
  • 著者名/発表者名: Al Souhail Q, Hiromasa Y, Rahnamaeian M, Giraldo MC, Takahashi D, Valent B, Vilcinskas A, Kanost MR.
  • 雑誌名: Dev Comp Immunol. 巻: 61 ページ: 258-268
  • DOI: 10.1016/j.dci.2016.03.006
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Physiological Properties and Genome Structure of the Hyperthermophilic Filamentous Phage φOH3 Which Infects Thermus thermophilus HB8. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nagayoshi Y, Kumagae K, Mori K, Tashiro K, Nakamura A, Fujino Y, Hiromasa Y, Iwamoto T, Kuhara S, Ohshima T, Doi K.
  • 雑誌名: Front Microbiol. 巻: - ページ: 1-11
  • DOI: 10.3389/fmicb.2016.00050
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Armet is an effector protein mediating aphid-plant interactions. (2015)
  • 著者名/発表者名: Wang W, Dai H, Zhang Y, Chandrasekar R, Luo L, Hiromasa Y, Sheng C, Peng G, Chen S, Tomich JM, Reese J, Edwards O, Kang L, Reeck G, Cui F.
  • 雑誌名: FASEB J. 巻: 29 号: 5 ページ: 2032-2045
  • DOI: 10.1096/fj.14-266023
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Self-association of an insect β-1,3-glucan recognition protein upon binding laminarin stimulates prophenoloxidase activation as an innate immune response. (2014)
  • 著者名/発表者名: Takahashi D, Dai H, Hiromasa Y, Krishnamoorthi R, Kanost MR.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 289 ページ: 28399-410
  • 査読あり
• [学会発表] Dynamical structural changes of pyruvate dehydrogenase kinase 2 by modification of cysteine (2016)
  • 著者名/発表者名: 海谷京香, 藤野泰寛, 土居克実, 西本悦子, 廣政恭明
  • 学会等名: 日本生物物理学会
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2016-11-25
• [学会発表] システイン残基修飾によるピルビン酸デヒドロゲナーゼキナーゼ2の制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 海谷京香，藤野泰寛，土居克実，西本悦子，廣政恭明
  • 学会等名: 日本農芸化学会西日本支部大会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2016-09-15
• [学会発表] リガンドによるピルビン酸デヒドロゲナーゼキナーゼ２の動的構造変化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 海谷 京香、藤野 泰寛、土居 克実、西本 悦子、廣政 恭明
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(札幌市、北海道）
  • 年月日: 2016-03-29
  • 招待講演
• [学会発表] ピルビン酸デヒドロゲナーゼキナーゼの制御機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 廣政恭明
  • 学会等名: 日本農芸化学会西日本支部例会
  • 発表場所: サントリー九州熊本工場
  • 年月日: 2015-05-29
  • 招待講演
• [学会発表] ピルビン酸デヒドロゲナーゼキナーゼの制御機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 廣政恭明
  • 学会等名: 日本農芸化学会西日本支部例会
  • 発表場所: サントリ－九州熊本工場
  • 年月日: 2015-05-29
  • 招待講演