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ヘムをシグナリング分子とする情報伝達システムの構造化学的基盤

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 25121701
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
研究機関北海道大学

研究代表者

石森 浩一郎  北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (20192487)

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
9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2014年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2013年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
キーワードヘム / 金属蛋白質 / 生体金属 / 鉄代謝 / 構造解析
研究実績の概要

IRP制御複合体の蛋白質間相互作用解析 IRPと複合体を形成すると考えられるmRNAのIREに対する結合特性,および,ヘムによるIRE結合阻害効果を検討した。その結果,ゲルシフトアッセイでは,その蛋白質としての安定性が低いため,明確な結果が得られなかったIRP2のIRE親和性について,その解離定数はIRP1のおよそ50%程度の0.013 mMであることが示された。さらに,そのヘムによる阻害効果はついては,1当量のヘムの添加で明確な阻害効果が観測され,阻害効果が現れるまでに数当量のヘムが必要なIRP1に比べ,IRP2のほうが低濃度のヘムによって阻害がかかることが示された。このことは細胞内においてIRP2が主な鉄濃度センサーとして機能していることとも対応している。さらに,IRPのIREからの解離に関しては,精製蛋白質を用いた実験では,数十当量のヘムの添加が必要であり,細胞内においてはヘムシャペロンによるIRPへのヘムの輸送および添加と,そのヘム結合によるIRPのIREからの解離が示唆された。一方,細胞内において,鉄高濃度時にIRPと相互作用することでIRPをユビキチン化し,最終的にはその蛋白質分解を促進するFBXL-5蛋白質についても,その大量精製系の確立を試みた。種々のプロモーターの検討の結果,大腸菌としてRosetta (DE3)pLysSを用い,MBPとの融合蛋白質として発現するのが最も収量が多いことを見出し,FBXL-5の大量精製系を確立することに成功した。
制御系に関連した蛋白質の探索とその機能解析 IRPへヘムを輸送,供与する蛋白質を同定するため,IRPと相互作用する蛋白質の探索を試みた。探索系としては,酵母菌を用いたtwo-hybrid systemと,ヘムを磁気ビーズに結合させた手法について検討を行った。

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

    (4件)

すべて 2014 2013 その他

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

  • [雑誌論文] Unique Heme Environmental Structures in Heme-regulated Proteins Using Heme as the Signaling Molecule2014

    • 著者名/発表者名
      Isshimori, K, Watanabe, Y.
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 43 号: 11 ページ: 1680-1689

    • DOI

      10.1246/cl.140787

    • NAID

      130004687282

    • 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] Spectroscopic Studies on HasA from Yersinia pseudotuberculosis2014

    • 著者名/発表者名
      S. Ozaki, T. Sato, T. C. Migita, T. Uchida, K. Ishimori
    • 雑誌名

      Journal of Inorganic Biochemistry

      巻: 未定

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Heme as Signaling Molecule: Structural and Functional Characterization of Heme-Regulated Proteins2013

    • 著者名/発表者名
      Koichiro Ishimori
    • 学会等名
      223rd ECS Meeting
    • 発表場所
      Hilton Toronto, Canada
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 発表論文からpick up

    • URL

      http://wwwchem.sci.hokudai.ac.jp/~stchem/pickup/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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