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セマフォリンシグナルの応答・伝達機構の解明に向けた受容体細胞外領域全長の構造解析

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 25121729
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
研究機関横浜市立大学

研究代表者

禾 晃和  横浜市立大学, 生命医科学研究科, 准教授 (40379102)

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)
キーワードシグナル伝達 / 受容体 / X線結晶構造解析 / 糖タンパク質 / 動物細胞発現系 / 構造生物学 / X線結晶構造解析
研究実績の概要

セマフォリンは軸索ガイダンス因子として発見された蛋白質であり、細胞表面受容体であるプレキシンと相互作用することでシグナルを伝達する。広範な研究から、セマフォリンとプレキシンによるシグナル伝達は、神経発生のみならず、免疫応答や器官形成など、様々な生命現象に関わっており、その異常はがんなどの疾患にもつながることが知られている。ヒトでは、計20種のセマフォリンと9種のプレキシンが存在するが、結合選択性は厳密に規定されており、その組み合わせによって生命現象特異的なシグナルが伝達される。興味深いことに、セマフォリンとプレキシンは、配列が相同なセマドメインと呼ばれる領域を有しており、互いのセマドメインを介して結合する。プレキシンは、計8個または10個のモジュールからなる巨大な細胞外領域を有しており、細胞質側にはGAPドメインが存在する。細胞外におけるセマフォリンとの相互作用は、プレキシンのGAPドメインの活性化を引き起こすが、その詳細な分子機構は不明のままである。また、セマフォリンとプレキシンの結合選択性についても十分な説明はなされていない。そこで、本研究では、プレキシン細胞外領域の構造解析と構造未知のセマフォリン・プレキシンのペアの構造解析に取り組んだ。
プレキシン細胞外領域の構造解析については、長鎖の断片について結晶が得られたが、原子レベルの分解能に達しなかったため、結晶性の改善に向けて糖鎖の除去に取り組んだ。糖鎖を3箇所まで変異で取り除いたものについては、大量発現と精製にも取り組んだ。
構造未知のセマフォリン・プレキシンのペアについては、それぞれ単独の構造決定に成功し、複合体の結晶も得られた。現状では、分解能が不十分であるため、複合体については精密構造の決定には至っていないが、結晶内での2分子の配置はすでに決定されており、結合選択性の議論を行うための情報は取得できた。

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

    (7件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Structural basis for amyloidogenic peptide recognition by sorLA.2015

    • 著者名/発表者名
      Kitago Y, Nagae M, Nakata Z, Yagi-Utsumi M, Takagi-Niidome S, Mihara E, Nogi T, Kato K, Takagi J
    • 雑誌名

      Nat. Struct. Mol. Biol.

      巻: 22 ページ: 199-206

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] PA tag: a versatile protein tagging system using a super high affinity antibody against a dodecapeptide derived from human podoplanin2014

    • 著者名/発表者名
      Fujii Y, Kaneko M, Neyazaki M, Nogi T, Kato Y, Takagi J.
    • 雑誌名

      Protein Expr Purif

      巻: 95 ページ: 240-247

    • DOI

      10.1016/j.pep.2014.01.009

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 神経発生や免疫応答に関わるセマフォリンシグナルをささえる低親和性タンパク質間相互作用2014

    • 著者名/発表者名
      禾 晃和
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2014-11-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 結晶の中で再現する蛋白質の生理機能2014

    • 著者名/発表者名
      禾 晃和
    • 学会等名
      第4回CSJ化学フェスタ2014-日本化学会秋季事業-
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都)
    • 年月日
      2014-10-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] タンパク質結晶の最前線(第II編、第1章、3 動物細胞発現系を用いた細胞外タンパク質の試料調製、25-31ページ)2013

    • 著者名/発表者名
      杉山 成(監修)(禾 晃和、三原恵美子、高木淳一)
    • 総ページ数
      288
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] Terukazu NOGI / Yokohama City University

    • URL

      http://www-mls.tsurumi.yokohama-cu.ac.jp/xtal-mls/members/nogi/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] Terukazu NOGI/Yokohama City University

    • URL

      http://www-mls.tsurumi.yokohama-cu.ac.jp/xtal-mls/members/nogi/index.html

    • 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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