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分子認識による酸化的フォールディングの1分子観察

公募研究

研究領域動的構造生命科学を拓く新発想測定技術-タンパク質が動作する姿を活写する-
研究課題/領域番号 15H01626
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 複合領域
研究機関東北大学

研究代表者

奥村 正樹  東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (50635810)

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
5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2016年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2015年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード酸化的フォールディング / 高速AFM / 溶液散乱 / PDIファミリー / ジスルフィド結合 / PDI / フォールディング / 分子認識 / folding
研究実績の概要

PDIによる酸化的フォールディング触媒反応の可視化について、タンパク質科学会において若手奨励賞や新生鎖の国際会議でエクセレントポスター賞として高く評価され、国際一流紙に現在投稿準備中である。
またPDI酸化酵素Ero1のCys208-Cys241ジスルフィド結合を開裂させた変異体が、野生型よりも高いPDI酸化活性を示すことを明らかにし、生化学的データとあわせ、Cys208-Cys241ジスルフィド結合が構造安定でなく機能調節に関与するジスルフィド結合であると結論付け、Redox Biology誌とJ Biol Chem誌に論文として報告した。
次に、小胞体内に蓄積するミスフォールド基質のジスルフィド結合を切断するERdj5の1分子動態の観点から作用機序の全容を明らかにするため、これまでの我々が決定しているERdj5の結晶構造(Hagiwara, et al. Mol. Cell 2011)以外に、新たにN-terminal clusterとC-terminal cluster間のチオレドキシンドメインの配向の違う結晶構造を決定するとともに、高速AFMによってERdj5のN-terminal clusterとC-terminal cluster間の可動性の観察に成功した。本成果は、Structure誌に採択された。

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

    (24件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 4件、 査読あり 9件、 謝辞記載あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 6件、 招待講演 5件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] バーゼル大学(スイス)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Max Planck Institute of Biochemistry(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Preparation of Selenoinsulin as a Long-Lasting Insulin Analog2017

    • 著者名/発表者名
      K. Arai#, T. Takei#, M. Okumura#, S. Watanabe#, Y. Amagai, Y. Asahina, H. Hojo*, K. Inaba*, M. Iwaoka*. (#These authors contributed equally to this work.)
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie.,

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The highly dynamic nature of ERdj5 is key to efficient ERAD of aberrant protein oligomers2017

    • 著者名/発表者名
      K. Maegawa, S. Watanabe#, K. Noi#, M. Okumura#, Y. Amagai#, M. Inoue, R. Ushioda, K. Nagata, T. Ogura, and K. Inaba*. (#These authors contributed equally to this work.)
    • 雑誌名

      Structure

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Human Ero1α undergoes dual regulation through complementary redox interactions with PDI2016

    • 著者名/発表者名
      S. Kanemura, M. Okumura, K. Yutani, T. Ramming, T. Hikima, C. Appenzeller-Herzog, S. Akiyama and K. Inaba*.
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem.

      巻: 291 号: 46 ページ: 23952-23964

    • DOI

      10.1074/jbc.m116.735662

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Redox-assisted regulation of Ca2+ homeostasis in the endoplasmic reticulum by disulfide reductase ERdj52016

    • 著者名/発表者名
      R. Ushioda, A. Miyamotod, M. Inoue, S. Watanabe, M. Okumurae, K. Maegawa, K. Uegaki, S. Fujii, Y. Fukuda, M. Umitsu, J. Takagi, K. Inaba, K. Mikoshibad, and K. Nagata
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci U S A.

      巻: 113(41) 号: 41 ページ: 6055-6063

    • DOI

      10.1073/pnas.1605818113

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Cysteines 208 and 241 in Ero1 are required for maximal catalytic turnover2015

    • 著者名/発表者名
      T. Ramming, S. Kanemura, M. Okumura, K. Inaba and C. Appenzeller-Herzog.
    • 雑誌名

      Redox Biology

      巻: 7 ページ: 14-20

    • DOI

      10.1016/j.redox.2015.11.004

    • 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 / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structural Stability of Amyloid Fibrils Depends on the Existence of the Peripheral Sequence near the Core Cross-03B2 Region2015

    • 著者名/発表者名
      M. Saiki, K. Shiba, and M. Okumura.
    • 雑誌名

      FEBS Lett.

      巻: 589 号: 23 ページ: 3541-3547

    • DOI

      10.1016/j.febslet.2015.10.015

    • 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
  • [雑誌論文] A PDI-catalyzed thiol/disulfide switch regulates the production of hydrogen peroxide by human Ero12015

    • 著者名/発表者名
      T. Ramming, M. Okumura, S. Kanemura, S. Baday, J. Birk, S. Moes, P. Jenö, S. Bernèche, K. Inaba and C. Appenzeller-Herzog.
    • 雑誌名

      Free Radic Biol Med.

      巻: 83 ページ: 361-372

    • DOI

      10.1016/j.freeradbiomed.2015.02.011

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] One-dimensional sliding of p53 along DNA is accelerated in the presence of Ca(2+) or Mg(2+) at millimolar concentrations2015

    • 著者名/発表者名
      Murata A, Ito Y, Kashima R, Kanbayashi S, Nanatani K, Igarashi C, Okumura M, Inaba K, Tokino T, Takahashi S, Kamagata K
    • 雑誌名

      JOURNAL OF MOLECULAR BIOLOGY

      巻: 427 号: 16 ページ: 2663-2678

    • DOI

      10.1016/j.jmb.2015.06.016

    • 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
  • [雑誌論文] Structures and functions of protein disulfide isomerase family members involved in proteostasis in the endoplasmic reticulum.2015

    • 著者名/発表者名
      Okumura M, Kadokura H, Inaba K.
    • 雑誌名

      Free Radic Biol Med.

      巻: 83 ページ: 314-322

    • DOI

      10.1016/j.freeradbiomed.2015.02.010

    • 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] Dynamic assembly/disassembly of Protein Disulfide Isomerase during guiding oxidative protein folding2017

    • 著者名/発表者名
      M. Okumura, K. Noi, S. Kanemura, S. Masui, T. Hikima, S. Akiyama, T. Ogura, and K. Inaba.
    • 学会等名
      Grand Challenges in Small-angle Scattering
    • 発表場所
      岡崎カンファレンスセンター(愛知県、岡崎市)
    • 年月日
      2017-03-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高速AFMが明らかにしたPDI酵素による基質の酸化的フォールディング触媒機構の解明2017

    • 著者名/発表者名
      奥村 正樹
    • 学会等名
      熊本大学発生研セミナー
    • 発表場所
      熊本大学発生医学研究所(熊本県、熊本市)
    • 年月日
      2017-01-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamic assembly/disassembly of Protein Disulfide Isomerase during the catalysis of oxidative protein folding.2016

    • 著者名/発表者名
      M. Okumura, K. Noi, S. Kanemura, S. Masui, T. Hikima, S. Akiyama, T. Ogura, and K. Inaba.
    • 学会等名
      EMBO Meeting
    • 発表場所
      Girona, Spain
    • 年月日
      2016-10-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dual regulation of human Ero1 via redox interplays with PDI.2016

    • 著者名/発表者名
      S. Kanemura, M. Okumura, K. Yutani, T. Ramming, C. Appenzeller-Herzog, S. Akiyama, K. Inaba.
    • 学会等名
      EMBO Meeting
    • 発表場所
      Girona, Spain
    • 年月日
      2016-10-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamic assembly/disassembly of Protein Disulfide Isomerase during the catalysis of oxidative protein folding.2016

    • 著者名/発表者名
      M. Okumura, K. Noi, S. Kanemura, T. Hikima, S. Akiyama, T. Ogura, K. Inaba.
    • 学会等名
      Nascent Chain Biology 2016
    • 発表場所
      富士レークホテル(山梨県、南都留郡)
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Human Ero1 undergoes dual regulation via redox interplays with PDI.2016

    • 著者名/発表者名
      S. Kanemura, M. Okumura, K. Yutani, T. Ramming, C. Appenzeller-Herzog, S. Akiyama, K. Inaba.
    • 学会等名
      Nascent Chain Biology 2016
    • 発表場所
      富士レークホテル(山梨県、南都留郡)
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 酸化的フォールディングを支える PDI ファミリー酵素の新規触媒機構の解明2016

    • 著者名/発表者名
      奥村 正樹
    • 学会等名
      蛋白質科学会若手奨励賞受賞講演
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県、福岡市)
    • 年月日
      2016-06-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高速AFMが明らかにしたPDIによる基質の酸化的フォールディング触媒機構の解明2015

    • 著者名/発表者名
      奥村 正樹、野井 健太郎、金村 進吾、秋山 修志、小椋 光、稲葉 謙次
    • 学会等名
      第38回 分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(神戸市)
    • 年月日
      2015-12-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 小胞体におけるタンパク質の品質管理;酵素による基質触媒反応を活写する2015

    • 著者名/発表者名
      奥村 正樹
    • 学会等名
      関西学院大学、理工学部講演会
    • 発表場所
      関西学院大学(三田市)
    • 年月日
      2015-11-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 小胞体におけるタンパク質の品質管理2015

    • 著者名/発表者名
      奥村 正樹
    • 学会等名
      東海大学
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(平塚市)
    • 年月日
      2015-11-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Real-time monitoring of PDI-catalyzed oxidative protein folding by high-speed atomic force microscopy2015

    • 著者名/発表者名
      奥村 正樹
    • 学会等名
      第53回 生物物理学会年会
    • 発表場所
      金沢大学(金沢市)
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Real-time monitoring of PDI-catalyzed oxidative protein folding by high-speed atomic force microscopy.2015

    • 著者名/発表者名
      M. Okumura, K. Noi, S. Kanemura, S. Masui, T. Hikima, S. Akiyama, T. Ogura, and K. Inaba.
    • 学会等名
      ER&Redox Club Meeting
    • 発表場所
      Venice, Italy.
    • 年月日
      2015-04-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] ERp46とPDIの異なる構造と機能的役割2015

    • 著者名/発表者名
      奥村 正樹、金村 進吾、稲葉 謙次
    • 総ページ数
      3
    • 出版者
      生物物理
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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