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小胞体内MHCの立体構造構築の理解

公募研究

研究領域ネオ・セルフの生成・機能・構造
研究課題/領域番号 19H04799
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
研究機関東北大学

研究代表者

奥村 正樹  東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (50635810)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2020年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードMHC / シャペロン / 酸化的フォールディング / カルシウム / PDI / 品質管理 / oxidative folding / PDI family / cell free system / MHCクラス1 / PDIファミリー / 凝集抑制
研究開始時の研究の概要

Human leukocyte antigen (HLA)において、なぜ多様性に富んだ分子型がさまざまな病気への応答(疾患感受性)と関連するのかという未解決な重要な課題がある。また、Major histocompatibility complex (MHC)を構成するb2mのD76N変異体は分解されず構造不安定化な状態で輸送され全身性アミロイドーシスとして振舞う問題点がある。そこで本提案では、従来申請者が培ってきた「小胞体内タンパク質品質管理の理解」を発展させ、さらに新たに「小胞体からの輸送経路の理解」まで拡張した視点から、MHCクラスⅠの立体構造構築原理を探究する。

研究実績の概要

HMCはPDI familyのひとつERp57とcomplexを組み、抗原ペプチドをloadingするPLC complexを形成する。しかしながら、MHCを構成する個々のb2m、HLAもしくは全
体のアッセンブリを補助する因子は不明である。

本年度はERp57とCNXの複合体形成がHLAの酸化的フォールディングの触媒及び凝集抑制に効果を示すか検証した。その際、本複合体形成がカルシウムによって制御されることを見出した。すなわち、カルシウム非存在下の方が存在下に比べ、複合体を強く形成することをITCや2D PAGEにより検証した。さらに、これら複合体は酸化的フォールディングの触媒の加速と、凝集抑制効果を示し、複合体形成とその機能について新たな機序を明らかにした。本結果は現在原著論文として投稿中である。

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 5件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 6件、 招待講演 13件) 図書 (5件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] University of Glasgow(英国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Korea Basic Science Institute(韓国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] KBSI(韓国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Glasgow(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] A unique leucine-valine adhesive motif supports structure and function of protein disulfide isomerase P5 via dimerization2021

    • 著者名/発表者名
      Okumura, M.,* Kanemura, S.,# Matsusaki, M., # Kinoshita, M., # Saio, T., Ito, D., Hirayama, C., Kumeta, H., Watabe, M., Amagai, Y., Lee, Y.H., Akiyama, S., and Inaba, K.*
    • 雑誌名

      Structure

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2020 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] Distinct roles and actions of protein disulfide isomerase family enzymes in catalysis of co-translational disulfide bond formation2021

    • 著者名/発表者名
      Hirayama, C., Machida, K., Noi, K., Murakawa, T., Okumura, M., Ogura, T., Imataka, H., and Inaba, K*.
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 4 ページ: 102296-102296

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Conjugate of Thiol and Guanidyl Units with Oligoethylene Glycol Linkage for Manipulation of Oxidative Protein Folding2021

    • 著者名/発表者名
      Okada, S., Matsusaki, M., Okumura, M.,* and Muraoka, T.*
    • 雑誌名

      molecules

      巻: 26 ページ: 879-879

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Visualization of structural dynamics of protein disulfide isomerase enzymes in catalysis of oxidative folding and reductive unfolding2021

    • 著者名/発表者名
      Okumura M, Noi K, and Inaba K*
    • 雑誌名

      Current Opinion in Structural Biology

      巻: 66 ページ: 49-57

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] PDI Family Members as Guides for Client Folding and Assembly2020

    • 著者名/発表者名
      Kanemura, S, Matsusaki, M, Inaba, K, and Okumura, M.*
    • 雑誌名

      Int. J. Mol. Sci.

      巻: 21

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Antipsychotic olanzapine-induced misfolding of proinsulin in the ER accounts for atypical development of diabetes2020

    • 著者名/発表者名
      Ninagawa S*, Tada S,# Okumura M,# Inoguchi K,# Kinoshita M, Kanemura S, Imami K, Umezawa H, Ishikawa T, Okada T, Mackin R, Torii S, Ishihama Y, Inaba K, Anazawa T, Nagamine T, Mori K*
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 9

    • 関連する報告書
      2020 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] Biochemical characterization of ER-resident peroxidases, GPx7 and GPx8, reveals their different and regulated oxidative activities2020

    • 著者名/発表者名
      Kanemura S., Sofia E., Hirai N., Okumura M., Kadokura H., and Inaba K.*
    • 雑誌名

      JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY

      巻: 295 ページ: 12772-12785

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Solution NMR for investigation of liquid-liquid phase separation2020

    • 著者名/発表者名
      Saio T*, Okumura M, Lee Y.H*
    • 雑誌名

      JKMRS

      巻: 24 ページ: 47-52

    • 関連する報告書
      2020 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] The Protein Disulfide Isomerase family: from Proteostasis to Pathogenesis2020

    • 著者名/発表者名
      Matsusaki M, Kanemura S, Kinoshita M, Lee YH, Inaba K,* Okumura M.*
    • 雑誌名

      Biochim Biophys Acta-general subjects

      巻: 1864 ページ: 129338-129338

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dynamic assembly of protein disulfide isomerase in catalysis of oxidative protein folding2019

    • 著者名/発表者名
      Okumura M,* Noi K, Kanemura S, Kinoshita M, Saio T, Inoue Y, Hikima T, Akiyama S, Ogura T,* Inaba K.*
    • 雑誌名

      Nature Chemical Biology

      巻: 15 ページ: 499-509

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Diverse Structural Conversion and Aggregation Pathways of Alzheimer's Amyloid-β (1-40).2019

    • 著者名/発表者名
      Lin Y, Sahoo BR, Ozawa D, Kinoshita M, Kang J, Lim MH, Okumura M, Huh YH, Moon E, Jang JH, Lee HJ, Ryu KY, Ham S, Won HS, Ryu KS, Sugiki T, Bang JK, Hoe HS, Fujiwara T, Ramamoorthy A, Lee YH.*
    • 雑誌名

      ACS nano

      巻: 13(8) ページ: 8766-8783

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 小胞体内ジスルフィド結合触媒ネットワークとインスリンフォールディングの品質管理2020

    • 著者名/発表者名
      奥村正樹、稲葉謙次
    • 学会等名
      分子生物学会webフォーラム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 液液相分離する小胞体内シャペロンの発見、機能、制御機構2020

    • 著者名/発表者名
      奥村正樹
    • 学会等名
      生化学会 年会 web セミナー
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Direct observation of actions of Protein Disulfide Isomerase in the catalysis of oxidative folding2020

    • 著者名/発表者名
      Masaki Okumura
    • 学会等名
      KBSI seminar
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] PDIファミリーのシャペロン機能の新展開2019

    • 著者名/発表者名
      奥村正樹
    • 学会等名
      第3回 タンパク質可塑性についての研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] PDIファミリーメンバーP5の新規構造と機能2019

    • 著者名/発表者名
      奥村正樹, 金村進吾, 松崎元紀, 木下岬, 荒井堅太, 平山千尋, 天貝佑太, 門倉広, 秋山修志, 稲葉謙次
    • 学会等名
      第42回分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] PDIファミリー酵素によるヒト由来ガレクチンの構造機能制御機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      金村進吾, 黒井邦巧, 松崎元紀, 山口宏, 中林孝和, 稲葉謙次, 奥村正樹
    • 学会等名
      第42回分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 小胞体内タンパク質の品質管理のフロンティア~温故知新~2019

    • 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
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 小胞体内のタンパク質品質管理機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      奥村正樹
    • 学会等名
      次世代研究者シンポジウム2019、名古屋大学
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Coupling effects of thiol and urea-type groups for promotion of oxidative folding2019

    • 著者名/発表者名
      Motonori Matsusaki, Shunsuke Okada, Kenji Inaba, Takahiro Muraoka, Masaki Okumura
    • 学会等名
      International symposium on unfolded proteins, protein folding, and disease-causing aggregation, Korea
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Structural insights into the protein homeostasis mechanism in the endoplasmic reticulum2019

    • 著者名/発表者名
      Masaki Okumura
    • 学会等名
      International symposium on unfolded proteins, protein folding, and disease-causing aggregation, Korea
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Structural insights into oxidative protein folding and chaperoning in the mammalian endoplasmic reticulum2019

    • 著者名/発表者名
      奥村正樹
    • 学会等名
      第二回タンパク質可塑性の研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 新規レドックス分子のデザイン法確立と酸化的フォールディングへの応用2019

    • 著者名/発表者名
      松崎元紀, 岡田隼輔, 荒井堅太, 日高雄二, 稲葉謙次, 村岡貴博, 奥村正樹
    • 学会等名
      第92回生化学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] PDIファミリーによるβ2-microglubulinの品質管理機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      木下岬, 金村進吾, 松崎元紀, 李映昊, 稲葉謙次, 奥村正樹
    • 学会等名
      第92回生化学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] PDI family酵素によるヒト由来ガレクチンの機能制御機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      金村進吾, 黒井邦巧, 松崎元紀, 山口宏, 中林孝和, 稲葉謙次, 奥村正樹
    • 学会等名
      第92回生化学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] PDIファミリーが触媒する前駆体タンパク質の酸化的フォールディング機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      増田光紀, 金村進吾, 木下岬, 山口宏, 日高雄二, 稲葉謙次, 奥村正樹
    • 学会等名
      第92回生化学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Understanding the mechanism by PDI family control proteostasis2019

    • 著者名/発表者名
      奥村正樹、稲葉謙次
    • 学会等名
      第92回生化学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structures and functions of PDI family members involved in proteostasis2019

    • 著者名/発表者名
      Masaki Okumura
    • 学会等名
      University of Glasgow, UK
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] PDIファミリーによる前駆体タンパク質フォールディング中間体の分子認識機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      増田光紀, 金村進吾, 木下岬, 山口宏, 日高雄二, 稲葉謙次, 奥村正樹
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 酸化的フォールディングを触媒するPDIの可視化2019

    • 著者名/発表者名
      奥村正樹, 野井健太郎, 金村進吾, 木下岬, 斉尾智英, 井上裕一, 引間孝明, 秋山修志, 小椋光, 稲葉謙次
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 新規レドックス分子による酸化的フォールディングの促進と応用2019

    • 著者名/発表者名
      松崎元紀, 岡田隼輔, 荒井堅太, 日高雄二, 稲葉謙次, 村岡貴博, 奥村正樹
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] PDIファミリーによる小胞体内品質管理機構の最前線2019

    • 著者名/発表者名
      奥村正樹
    • 学会等名
      成蹊大学セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 「可塑性」の学際的接点2019

    • 著者名/発表者名
      奥村正樹
    • 学会等名
      「可塑性」研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Newly developedthiol-disulfide exchange agent,guanidino-thiol2019

    • 著者名/発表者名
      Motonori Matsusaki, Shunsuke Okada, Kenta Arai, Yuji Hidaka, Kenji Inaba, Takahiro Muraoka, Masaki Okumura
    • 学会等名
      14th ER redox club meeting, Herrsching am Ammersee, Germany
    • 関連する報告書
      2019 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 folding2019

    • 著者名/発表者名
      Masaki Okumura, Kentaro Noi, Shingo Kanemura, Misaki Kinoshita, Tomohide Saio, Yuichi Inoue, Takaaki Hikima, Shuji Akiyama, Teru Ogura, Kenji Inaba
    • 学会等名
      14th ER redox club meeting, Herrsching am Ammersee, Germany
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] 小胞体におけるMHCの品質管理2020

    • 著者名/発表者名
      金村進吾, 松崎元紀, 前仲勝実, 稲葉謙次, 奥村正樹
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      臨床免疫・アレルギー科
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 高速原子間力顕微鏡により明らかにされたプロテインジスルフィドイソメラーゼ(PDI)の構造ダイナミクス2020

    • 著者名/発表者名
      奥村正樹、稲葉謙次
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      生化学会 みにれびゅう
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 高速原子間力顕微鏡により明らかにされたプロテインジスルフィドイソメラーゼ(PDI)の構造ダイナミクス2020

    • 著者名/発表者名
      奥村正樹、稲葉謙次
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      生化学
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 高速原子間力顕微鏡を用いた酵素の触媒機構の可視化:PDIファミリーを例に2019

    • 著者名/発表者名
      奥村正樹、稲葉謙次
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      北隆館、月間「細胞」構造生物学の最前線
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] PDI ファミリー酵素群の構造ダイナミクスに基づく機能制御2019

    • 著者名/発表者名
      奥村正樹、稲葉謙次
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      北隆館、月刊「細胞」エレクトロンバイオダイナミクスが支える生命の生存戦略
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] 液滴及びその製造方法2020

    • 発明者名
      奥村正樹, 松﨑元紀, 金村進吾, 稲葉謙次, 齋尾智英
    • 権利者名
      奥村正樹, 松﨑元紀, 金村進吾, 稲葉謙次, 齋尾智英
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2021-12-27  

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