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26Sプロテアソーム複合体構造解析による超分子作動機構に関する研究

公募研究

研究領域細胞シグナリング複合体によるシグナル検知・伝達・応答の構造的基礎
研究課題/領域番号 23121525
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
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

水島 恒裕  兵庫県立大学, 大学院・生命理学研究科, 教授 (90362269)

研究期間 (年度) 2011 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2012年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2011年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワードタンパク質 / 構造生物学 / プロテアソーム / 超分子複合体 / X線結晶構造解析
研究概要

26Sプロテアソームは分子量250万、66個のサブユニットから形成される巨大なタンパク質分解酵素複合体であり、触媒部位を有する20Sプロテアソームと19S制御因子複合体から構成される。本複合体はユビキチンの付加された標的タンパク質を特異的に分解することにより、細胞周期の制御、抗原生成、タンパク質の品質管理などさまざまな役割を担っている。本研究では26Sプロテアソーム複合体の立体構造の決定を目指し、耐熱性酵母(Kluyveromyces marxianus)より精製した酵素標品を用い精製、結晶化を行った。しかし、現段階では構造解析に十分な26Sプロテアソーム複合体結晶は得られていない。そのため、完全な26Sプロテアソームの構造解析を目指すと共に、これまでに立体構造が解析されていない19S制御因子複合体の結晶化条件検討を行った。19S制御因子複合体の解析では、タンパク質を安定化するため、これまでに報告された相互作用分子との複合体を作製し、結晶化に向け安定化に寄与する結合タンパク質の解析を行った。
また、プロテアソーム複合体の構造解析と共に本反応経路に関わるタンパク質の構造解析を行った。プロテアソームの複合体形成は専用のシャペロンタンパク質を必要とする。19S制御因子複合体の形成に関わる専用シャペロンタンパク質Rpn14に変異を導入することにより高分解能構造を決定した。また、ユビキチン-プロテアソームタンパク質分解経路を形成する、ユビキチン結合タンパク質を特異的に阻害することにより感染を拡大する赤痢菌エフェクタータンパク質OspI変異体の構造解析を行い、触媒活性部位の構造変化を示すと共に、それによる機能調節機構を推定した。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] New crystal structure of proteasome-dedicated chaperone Rpnl4 at 1.6 Å resolution.2012

    • 著者名/発表者名
      Kim, S., Nishide, A., Saeki, Y., Takagi, K., Tanaka, K., Kato, K., Mizushima, T.
    • 雑誌名

      Acta Cryst F

      巻: 68 号: 5 ページ: 517-521

    • DOI

      10.1107/s1744309112011359

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A non-canonical UBA-UBL interaction forms the linear-ubiquitin-chain assembly complex.2012

    • 著者名/発表者名
      H.Yagi, K.Ishimoto, T.Hiromoto, H.Fujita, T.Mizushima, Y.Uekusa, M.Yagi-Utsumi, E.Kurimoto, M.Noda, S.Uchiyama, F.Tokunaga, K. Iwai, and K.Kato
    • 雑誌名

      EMBO Rep.

      巻: 13 号: 5 ページ: 462-468

    • DOI

      10.1038/embor.2012.24

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Shigella flexneri effector OspI deamidates UBC13 to dampen the inflammatory response2012

    • 著者名/発表者名
      Sanada, T.
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 483 号: 7391 ページ: 623-626

    • DOI

      10.1038/nature10894

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural basis for specific recognition of Rpt1, an ATPase subunit of the 26S proteasome, by a proteasome-dedicated chaperone Hsm32012

    • 著者名/発表者名
      Takagi K., Kim S., Yukii H., Ueno M., Morishita R., Endo Y., Kato K., Tanaka K., Saeki Y., Mizushima T.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem

      巻: 287 号: 15 ページ: 12172-12182

    • DOI

      10.1074/jbc.p112.345876

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The proteasome : molecular machinery and pathophysiological roles2012

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, K., Mizushima, T., Saeki, Y
    • 雑誌名

      Biol.Chem

      巻: 393 ページ: 217-234

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The proteasome : molecular machinery and pathophysiological roles2012

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, K., Mizushima, T., Saeki, Y.
    • 雑誌名

      Biol Chem.

      巻: 393 号: 4 ページ: 217-234

    • DOI

      10.1515/hsz-2011-0285

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 赤痢菌エフェクタータンパク質OspI活性中心の構造解析2012

    • 著者名/発表者名
      西出旭、高木賢治、Minsoo Kim、真田貴人、笹川千尋、水島恒裕
    • 学会等名
      第12回 日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • 年月日
      2012-06-20
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] プロテアソーム19S制御因子複合体形成シャペロンHsm3の構造解析2012

    • 著者名/発表者名
      高木賢治、金相佑、加藤晃一、田中啓二、佐伯泰、水島恒裕
    • 学会等名
      第12回 日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • 年月日
      2012-06-20
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Studies of the structure and molecular mechanisms of the proteasome a ssembly2012

    • 著者名/発表者名
      Tsunehiro Mizushima
    • 学会等名
      The Annual Review Conference of the Global COE program of University of Hyogo
    • 発表場所
      兵庫県立先端科学技術支援センター(兵庫)
    • 年月日
      2012-02-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] プロテアソーム分子集合シャペロンRpn14 E384A変異体の結晶構造解析2011

    • 著者名/発表者名
      水島恒裕、金相佑、西出旭、佐伯泰、田中啓二、加藤晃一
    • 学会等名
      平成23年度日本結晶学会年会
    • 発表場所
      北海道大学学術交流会館(北海道)
    • 年月日
      2011-11-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] プロテアソーム19S制御複合体の分子集合を支援する新規シャペロンHsm3の構造とメカニズム2011

    • 著者名/発表者名
      高木賢治、金相佑、佐伯泰、田中啓二、加藤晃一、水島恒裕
    • 学会等名
      平成23年度日本結晶学会年会
    • 発表場所
      北海道大学学術交流会館(北海道)
    • 年月日
      2011-11-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 不要なタンパク質を分解する装置の構造2011

    • 著者名/発表者名
      水島恒裕
    • 学会等名
      第4回兵庫県立大学シンポジウム
    • 発表場所
      神戸市産業振興センター(兵庫)
    • 年月日
      2011-09-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ユビキチン-プロテアソーム経路による特異的なタンパク質分解機構2011

    • 著者名/発表者名
      水島恒裕
    • 学会等名
      グローバルCOEプログラム生命科学若手研究者発表会
    • 発表場所
      兵庫県立先端科学技術支援センター(兵庫)
    • 年月日
      2011-06-30
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] プロテアソーム複合体形成における専用シャペロンの構造と役割2011

    • 著者名/発表者名
      高木賢治
    • 学会等名
      グローバルCOEプログラム生命科学若手研究者発表会
    • 発表場所
      兵庫県立先端科学技術支援センター(兵庫)
    • 年月日
      2011-06-30
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2019-07-29  

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