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選択標識による宿主とウイルスの蛋白質間相互作用の構造基盤の解明とその阻害剤の探索

公募研究

研究領域ウイルス感染現象における宿主細胞コンピテンシーの分子基盤
研究課題/領域番号 15H01256
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関京都大学

研究代表者

片平 正人  京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (70211844)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2016年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2015年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワードVif / APOBEC3 / リアルタイムNMR / CBFβ / APOBEC3G / Vif / NMR / 相互作用 / HIV / HIV / 脱アミノ化 / リアルタイムモニタリング / NMR / スライディング
研究実績の概要

ヒトのAPOBEC3Gタンパク質(A3G)は、DNAのシトシン塩基(C)を脱アミノ化してウラシル塩基(U)に変換する。これによりA3Gは、抗HIV活性を発揮する。しかしHIVのVifタンパク質はA3Gをユビキチン化しプロテアソームにおける分解に導く事で、A3Gの活性を阻害する。さらにVifはA3GとDNAの相互作用を阻害する事によっても、A3Gの活性を阻害する事が提唱されている。そこで我々は、Vif, CBFβ, EloB, EloC及びCul5の5つのタンパク質の複合体を調製し、このVif 5者複合体によるA3Gの脱アミノ化反応の阻害を、リアルタイムNMR法によって検証した。その結果、Vif 5者複合体による阻害効果が認められた。標的配列がかなり過剰な条件下にもかかわらず阻害効果が見られた事から、Vif 5者複合体は、A3Gと直接相互作用する事によって阻害を引き起こす事が示唆された。
ヒトのAPOBEC3Bタンパク質(A3B)は、A3Gと同様な脱アミノ化活性を有している。A3Bによって生じたヒトDNAの変異は、癌を引き起こす。我々はこれまでNMRシグナルを用いる事で、A3Gの塩基変換反応をリアルタイムでモニタリングし、酵素の挙動に関する新しい知見を得てきた。今回同法をA3Bに適用した。その結果A3Bは、短いDNA中の標的配列ほど高効率で脱アミノ化する事が分かった。これは、A3Gが長いDNA中の標的配列を高効率で脱アミノ化する事と、全く逆の挙動である。またA3Bは、DNA鎖の中央付近に配置された標的配列を、最も高効率で脱アミノ化する事が分かった。これは、A3Gが5'端近くに配置された標的配列ほど高効率で脱アミノ化する事と、全く異なる挙動である。A3BはA3Gに比べて、DNAへの親和性が低い。この事に基づいて、上述のA3Bの特性を合理的に説明するモデルを構築した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Accurate and molecular-size-tolerant NMR quantitation of diverse components in solution2016

    • 著者名/発表者名
      Okamura, H., Nishimura, H., Nagata, T., Kigawa, T., Watanabe, T. and Katahira M.
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 6(21742) 号: 1 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1038/srep21742

    • NAID

      120005705947

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Characterization of the deamination coupled with sliding along DNA of anti-HIV factor APOBEC3G on the basis of the pH-dependence of deamination revealed by real-time NMR monitoring2016

    • 著者名/発表者名
      Kamba K, Nagata T, Katahira M
    • 雑誌名

      Front. Microbiol.

      巻: 0 ページ: 0-0

    • DOI

      10.3389/fmicb.2016.00587

    • NAID

      120005947002

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Catalytic analysis of APOBEC3G involving real-time NMR spectroscopy reveals nucleic acid determinants for deamination2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kamba, T. Nagata, M. Katahira
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 10 号: 4 ページ: e0124142-e0124142

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0124142

    • NAID

      120005668069

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Characterization of the deamination activity of APOBEC3B by real-time NMR, which is distinct from that of APOBEC3G2017

    • 著者名/発表者名
      Wan, L., Nagata, T., Morishita, R., Takaori-Kondo, A. and Katahira, M.
    • 学会等名
      The 7th Asia-Pacific NMR Symposium
    • 発表場所
      Bangalore (インド)
    • 年月日
      2017-02-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Real-time monitoring of APOBEC3G activity by NMR2016

    • 著者名/発表者名
      Katahira, M.
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Molecular Basis of Virus-Host Interactions
    • 発表場所
      ACU(札幌)
    • 年月日
      2016-10-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Accurate and molecular-size-tolerant NMR quantitation of diverse compounds, and real-time monitoring of enzymatic reaction2016

    • 著者名/発表者名
      Okamura, H., Kamba, K., Nishimura, H., Kigawa, T., Watanabe, T., Nagata, T. and Katahira, M.
    • 学会等名
      The XXVIIth International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems
    • 発表場所
      京都国際会議場(京都)
    • 年月日
      2016-08-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Deamination mechanism coupled with sliding along single-stranded DNA of anti-HIV factor APOBEC3G as investigated by real-time NMR spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Kamba, K., Nagata, T. and Katahira M.
    • 学会等名
      The XXVIIth International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems
    • 発表場所
      京都国際会議場(京都)
    • 年月日
      2016-08-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nucleic acid determinants of deamination by human anti-HIV factor, APOBEC3G, as revealed by real-time NMR method2015

    • 著者名/発表者名
      Kamba, K., Nagata, T., and Katahira, M.
    • 学会等名
      The 42nd International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 発表場所
      エグレット姫路(姫路市)
    • 年月日
      2015-09-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The deamination mechanism of APOBEC3G required of effective mutation in viral genome2015

    • 著者名/発表者名
      神庭圭佑,永田崇,片平正人
    • 学会等名
      第53回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      金沢大学(金沢市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Real-time monitoring of enzymatic reaction and switching of ribozyme/aptamer activities through sensing of K+2015

    • 著者名/発表者名
      Katahira, M.
    • 学会等名
      The 6th Asia-Pacific NMR Symposium
    • 発表場所
      Hong Kong Univ. Sci. Tech.(中国・香港)
    • 年月日
      2015-08-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 片平研究室

    • URL

      http://www.iae.kyoto-u.ac.jp/bio/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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