修復・転写・細胞周期に関わるＭａｄ２Ｌ２シグナリング複合体の構造生物学

• 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: 25121728
• 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: 静岡県立大学
• 研究代表者: 橋本 博 静岡県立大学, 薬学部, 教授 (40336590)
• 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: 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: X線結晶構造解析 / 複合体 / 構造生物学 / DNA複製 / DNA修復 / 細胞周期

研究実績の概要

Mad2L2-IpaB複合体
Mad2L2は，細胞周期のG2/M期からM期にかけてユビキチンリガーゼAPCCdh1に結合しAPCCdh1の活性を阻害している．赤痢菌の産生するIpaBはMad2L2と結合することで，Mad2L2のAPCCdh1を阻害する機能を阻害し，APCCdh1は活性化する． APCCdh1の活性化によって細胞周期が遅延し，赤痢菌は効率的に腸管上皮細胞に感染する．IpaBはMad2L2との相互作用に重要であると考えられているプロリンがアラニンに変異している．そこで，IpaBとの相互作用機構を明らかにするために，Mad2L2-IpaB複合体のX線結晶構造解析を行った．複合体を安定に得る調製法を確立し，X線結晶構造解析に適した結晶を得た．つくばフォトンファクトリーBL-1Aにおいて低エネルギーX線を用いたデータ測定を行い，SAD法によって電子密度を得た．しかし，IpaBのコイルドコイル構造に相当する電子密度は確認出来たものの，Mad2L2の明瞭な電子密度は確認出来なかった．一方，すでに構造解析に成功しているMad2L2-REV3複合体において，Mad2L2との相互作用に重要なREV3のプロリンをアラニンに変異させ, IpaBを模倣した複合体のX線結晶構造解析を行った．その結果，プロリンの変異によって生じた空間を水分子が占有し，水素結合ネットワークを形成することで複合体形成に寄与していた．この結果から，Mad2L2-IpaB複合体においても同様な水分子を介した相互作用が形成されていることが予想された．
Polκ-REV1-Mad2L2-REV3複合体
Mad2L2はDNA修復において損傷乗り越えDNA合成（TLS）に関わる．TLSは誤りがちなDNAポリメラーゼによる損傷塩基を鋳型としたDNA合成であり，DNA損傷による複製停止を回避する手段である．今回、Mad2L2と3つの誤りがちなDNAポリメラーゼ（REV1，REV3，Polκ）との4者複合体の構造解析を行い、Mad2L2がTLSで中心となるアダプタータンパク質として機能する現場を捉えた．

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。

研究成果

• [雑誌論文] Water-Binding Phospholipid Nanodomains and Phase-Separated Diacylglycerol Nanodomains Regulate Enzyme Reactions in Lipid Monolayers (2015)
  • 著者名/発表者名: Teruyoshi Nagashima, Hiroshi Hashimoto, Satoshi Fuji, & Shogo Uematsu
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 31 号: 17 ページ: 5014-5014
  • DOI: 10.1021/acs.langmuir.5b00996
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural Basis of New Allosteric Inhibition in Kinesin Spindle Protein Eg5 (2015)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama H, Sawada J, Katoh S, Matsuno K, Ogo N, Ishikawa Y, Hashimoto H, Fujii S, Asai A.
  • 雑誌名: ACS Chem. Biol. 巻: 10 号: 4 ページ: 1128-1136
  • DOI: 10.1021/cb500939x
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Crystallographic study of a novel DNA-binding domain of human HLTF involved in the template-switching pathway to avoid the replication arrest caused by DNA damage (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuzu Ikegaya, Kodai Hara, Asami Hishiki, Hideshi Yokoyama, & Hiroshi Hashimoto
  • 雑誌名: Acta Crystallogr. Sect. F Struct. Biol. Cryst. Commun. 巻: 印刷中 号: 6 ページ: 668-670
  • DOI: 10.1107/s2053230x15005907
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure of a Novel DNA-binding Domain of Helicase-like Transcription Factor (HLTF) and Its Functional Implication in DNA Damage Tolerance (2015)
  • 著者名/発表者名: Asami Hishiki, Kodai Hara, Yuzu Ikegaya, Hideshi Yokoyama, Toshiyuki Shimizu, Mamoru Sato, & Hiroshi Hashimoto
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 印刷中
• [雑誌論文] 小角散乱と結晶構造の複合構造解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小田 隆, 橋本 博
  • 雑誌名: 日本結晶学会誌 巻: 56 ページ: 247-252
  • NAID: 130004688357
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Small Molecule Inhibitor of Monoubiquitinated Proliferating Cell Nuclear Antigen (PCNA) inhibits Repair of Interstrand DNA Crosslink, enhances DNA Double-strand Break, and sensitizes Cancer Cells to Cisplatin (2014)
  • 著者名/発表者名: Akira Inoue, Sotaro Kikuchi, Asami Hishiki, Youming Shao, Richard Heath, Benjamin J. Evison, Marcelo Actis, Christine E. Canman, Hiroshi Hashimoto, & Naoaki Fujii
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 289 号: 10 ページ: 7109-7120
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.520429
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Missense Mutation in Rev7 Disrupts Formation of Polζ, Impairing Mouse Development and Repair of Genotoxic Agent-induced DNA Lesions (2014)
  • 著者名/発表者名: Maryam Khalaj, Abdolrahim Abbasi, Hiroshi Yamanishi, Kouyou Akiyama, Shuso Wakitani, Sotaro Kikuchi, Michiko Hirose, Misako Yuzuriha, Masaki Magari, Heba A Degheidy, Kuniya Abe, Atsuo Ogura, Hiroshi Hashimoto, & Tetsuo Kunieda
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 289 号: 6 ページ: 3811-3824
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.514752
  • 査読あり
• [学会発表] Structure and function of REV7 as the adaptor protein of REV1 and REV3 polymerases (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Hashimoto
  • 学会等名: 15th International Congress of Radiation Research (ICRR2015)
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2015-05-25 – 2015-05-29
  • 招待講演
• [学会発表] ギ酸誘導体の一酸化炭素生成機構およびこれを用いる実用的有機合成反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小西 英之、上田 剛、松原 美香、森 敬介、石川 吉伸、橋本 博、常盤 広明、眞鍋 敬
  • 学会等名: 第40回反応と合成の進歩シンポジウム
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2014-11-10 – 2014-11-11
• [学会発表] 赤痢菌IpaBによるMad2L2の機能阻害複合体の結晶学的研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 片川 裕理、原 幸大、花岡 佑樹、菊池 壮太郎、横山 英志、Kim Minsoo、笹川 千尋、佐藤 衛、橋本 博
  • 学会等名: 平成26年度日本結晶学会年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-11-01 – 2014-11-03
• [学会発表] 膜タンパク質ストマチン特異的切断プロテアーゼの構造生物学的研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 佳奈、横山 英志、原 幸大、松井 郁夫、橋本 博
  • 学会等名: 平成26年度日本結晶学会年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-11-01 – 2014-11-03
• [学会発表] 膜小胞形成に関わるオリゴペプチド結合タンパク質の調製と結晶化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小西 佳史郎、横山 英志、原 幸大、石川 吉伸、松井 郁夫、Patrick Forterre、橋本 博
  • 学会等名: 平成26年度日本結晶学会年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-11-01 – 2014-11-03
• [学会発表] キネシンEg5と ATP競合阻害剤との複合体の結晶構造 (2014)
  • 著者名/発表者名: 横山英志、澤田潤一、加藤詩織、松野研司、小郷尚久、石川吉伸、藤井敏、浅井章良、橋本 博
  • 学会等名: 平成26年度日本結晶学会年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-11-01 – 2014-11-03
• [学会発表] RAD5のN末端ドメインの試料調製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 橋本 博
  • 学会等名: USフォーラム
  • 発表場所: 静岡
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-26
  • 招待講演
• [学会発表] 塩基によるギ酸エステルの分解反応の計算化学的解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森 敬介、小西 英之、石川 吉伸、橋本 博、眞鍋 敬
  • 学会等名: 第60回日本薬学会東海支部大会
  • 発表場所: 鈴鹿
  • 年月日: 2014-07-05
• [学会発表] 修復・転写・細胞周期に関わるMad2L2シグナリング複合体の構造生物学 (2014)
  • 著者名/発表者名: 橋本 博
  • 学会等名: 新学術領域「構造細胞生物学」班会議
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2014-06-14 – 2014-06-16
• [学会発表] 細胞周期を制御するREV7/Mad2l2と赤痢菌IpaBとの相互作用の構造基盤 (2013)
  • 著者名/発表者名: 菊池壮太郎、原幸大、清水敏之、佐藤衛、橋本博
  • 学会等名: 日本結晶学会年会
  • 発表場所: 熊本
• [学会発表] Structural study of REV7, the adaptor protein coordinating REV1 and REV3 polymerases in translesion DNA synthesis (2013)
  • 著者名/発表者名: Sotato Kikuchi, Kodai Hara, Toshiyuki Shimizu, Mamoru Sato, Hiroshi Hashimoto
  • 学会等名: Structural Life Science 7th International Conference on Structural Genomics
  • 発表場所: sapporo
• [学会発表] 修復･転写･細胞周期に関わるMad2L2シグナリング複合体の構造生物学 (2013)
  • 著者名/発表者名: 橋本博
  • 学会等名: 新学術領域「構造細胞生物学」班会議
  • 発表場所: 山梨
• [学会発表] REV7-REV3複合体構造から示唆される REV7/Mad2L2と赤痢菌タンパク質 IpaB との相互作用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 菊池壮太郎、原幸大、清水敏之、佐藤衛、橋本博
  • 学会等名: 日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 鳥取
• [学会発表] DNA損傷があっても複製を続けるためのDNAポリメラーゼ相互作用
  • 著者名/発表者名: 橋本博
  • 学会等名: X線の会
  • 発表場所: 大阪
  • 招待講演
• [学会発表] 損傷乗り越えDNA合成におけるポリメラーゼ相互作用の構造基盤
  • 著者名/発表者名: 橋本博
  • 学会等名: NRGICがん・ゲノム重点セミナー
  • 発表場所: 長崎
  • 招待講演
• [備考]
  • URL: http://w3pharm.u-shizuoka-ken.ac.jp/bukka/