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ウィルスと宿主の蛋白質間相互作用による抗ウィルス効果の抑制と再活性化の構造基盤

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 25115507
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) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014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)
2014年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2013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APOBEC3G / HIV / 宿主因子 / Vif / HIV / 抗HIV活性 / リアルタイムモニタリング / NMR
研究実績の概要

ヒトのAPOBEC3Gタンパク質(A3G)は、HIVのプラス鎖ゲノムRNAから中間体として生成されるマイナス鎖DNAに作用し、シトシン塩基を脱アミノ化してウラシル塩基に変換する。これによってHIVの遺伝情報は破壊され、A3Gは抗HIV活性を発揮する。
A3Gの立体構造は決定されたが、標的である1本鎖DNAとの複合体の構造は未だ報告が無く、相互作用様式に関する情報は乏しい。そこで今回、標的DNAの残基を一個ずつ順にリボヌクレオチドに置換した変異体DNA、及びエイベイシックデオキシヌクレオチド(塩基を消失したヌクレオチド) に置換した変異体DNAを用意し、CCC配列の3番目のシトシン塩基の脱アミノ化反応をリアルタイムNMR法によって追跡し、DNA上の何番目の残基のどの位置の原子が酵素反応効率に影響を与えるのかを検証した。その結果、CCC配列及びその両隣の合計5個の残基に関し、リボースへの置換によってA3Gの酵素反応速度が落ちる事が分かった。またこの5個の残基の塩基を消失させると、A3Gの酵素反応速度が落ちる事も分かった。これら5個の残基の糖と塩基は、A3Gと直接的・間接的に相互作用して、酵素反応に関与していると考えられる。
A3GのDNA上のスライディングによって、CCC配列が5’端近くに位置するほど脱アミノ化反応が早く進行する現象に関し、連続した20残基程度にリボヌクレオチド及びエイベイシックデオキシヌクレオチドへの置換を施し、反応速度の変化をリアルタイムNMR法によって検証した。その結果、A3Gのスライディングには、DNAのリン酸基との静電相互作用が寄与している事が示唆された。反応速度のイオン強度依存性を同様な手法で調べた結果、この考えが支持された。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2015 2014 2013 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 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [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
      2014 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] 立体構造散歩道:APOBEC3G2015

    • 著者名/発表者名
      片平正人
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: -

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitative analysis of location- and sequence-dependent deamination by APOBEC3G using real-time NMR spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      Furukawa, A., Sugase, K., Morishita, R., Nagata, T., Kodaki, T., Takaori-Kondo, A., Ryo, A., Katahira, M.
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed. Engl.

      巻: 53 号: 9 ページ: 2349-2352

    • DOI

      10.1002/anie.201309940

    • NAID

      120005647511

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Real-time monitoring and switching of enzyme/aptamer activities2015

    • 著者名/発表者名
      Katahira, M.
    • 学会等名
      The 4th International Symposium on Drug Discovery and Design by NMR
    • 発表場所
      理化学研究所(横浜市)
    • 年月日
      2015-02-04 – 2015-02-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Real-time NMR monitoring of enzymatic reaction of anti-HIV protein, structure of anti-prion RNA aptamer and wood biomass analysis2014

    • 著者名/発表者名
      Kanba, K., Mashima, T., Okamura, H., Furukawa, A., Sugase, K., Nishimura, H., Watanabe, T., Nagata, T., and Katahira, M.
    • 学会等名
      The 5th Japan-Taiwan NMR symposium
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2014-09-29 – 2014-09-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒト抗ウィルス因子 APOBEC3G の基質認識機構及び Vif による APOBEC3G 阻害機構の解明に向けて2013

    • 著者名/発表者名
      神庭圭佑
    • 学会等名
      第36回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(神戸)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 片平研究室

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 片平研究室

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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