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クロトーの、グルクロン酸糖鎖およびFGF23との複合体としての構造解析

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 25121747
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
研究機関公益財団法人先端医療振興財団

研究代表者

前田 良太  公益財団法人先端医療振興財団, その他部局等, 研究員 (50432399)

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
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2013年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードX線結晶構造解析 / ホルモン受容体 / 代謝性疾患 / シグナル複合体 / ビタミンD合成酵素 / 副甲状腺ホルモン / 腎機能 / 骨粗しょう症 / 翻訳後糖鎖修飾 / 繊維芽細胞増殖因子FGFシグナル / 硫酸化グルクロン酸含有糖鎖 / ほ乳動物培養細胞 / 多コピー遺伝子発現 / リン酸カルシウムイオン / エックス線結晶構造解析
研究実績の概要

リン酸、カルシウムイオン濃度の代謝を制御するアルファークロトーが、タンパク質としてどのようにして機能しているのかを構造学的手法に基づきに解析してきた。本研究課題では、アルファークロトーが糖分解酵素様のドメインを2つタンデムに持つことに注目し、それぞれのドメインの共通点と異なる点から、各ドメインの生理機能を構造学的見地から理解する。
タンパク質の発現系として、ほ乳類培養細胞を用いた。具体的にはHeLa細胞、HEK293細胞、そして糖鎖修飾が限定されるHEK293(GnT1-)細胞の3種類である。また、発現させるアルファークロトーの動物種として、ヒト、マウス、ラット、そしてニワトリの4種類を採用した。それぞれのタンパク質を、発現する発現細胞株を作製し、各々(ヒト、マウス、ラット、およびニワトリのアルファークロトータンパク質)を精製し、結晶化スクリーニングを行った。
ヒトのアルファークロトータンパク質の結晶は、針状に成育し、結晶最適化の結果、約20 x 20 x 500マイクロメートルからなる結晶が得られた。しかしながら、この結晶から得られるX線回折データは、異方性を示し、その後の構造解析を行うことができなかった。
マウスとラットのアルファークロトータンパク質の結晶は、より細い針状の結晶に成育した。約2 x 2 x 300マイクロメートル以下からなる針状の結晶だったため、X線回折実験には用いることができなかった。
ニワトリのアルファークロトータンパク質の結晶は、塊状に成育した。結晶最適化の結果、約20 x 20 x 20マイクロメートルからなる正六面体の結晶が得られた。これらの結晶を用いてX線回折データを取得することができた。解析した結果、2.3オングストローム分解能での回折データを得ることができた。グリコシダーゼの構造を鋳型にした分子置換解析から、位相の解を求めることができた。

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

    (27件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (20件) (うち招待講演 5件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] 多コピー遺伝子導入(IR/MAR)法による高発現細胞株の作製2014

    • 著者名/発表者名
      前田良太、伊村明浩、鍋島陽一
    • 雑誌名

      蛋白質科学会アーカイブ

      巻: 7 ページ: 1-7

    • 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
  • [雑誌論文] 多コピー遺伝子導入(IR/MAR)法による高発現細胞株の作成2014

    • 著者名/発表者名
      前田良太、伊村明浩、鍋島陽一
    • 雑誌名

      蛋白質科学会アーカイブ

      巻: 7 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Complex regulation and diverse functions of alpha-klotho.2013

    • 著者名/発表者名
      Maeda Ryota, Imura Akihiro, Nabeshima Yo-ichi
    • 雑誌名

      Contrib Nephrol

      巻: 180 ページ: 25-46

    • DOI

      10.1159/000346777

    • ISBN
      9783318023695, 9783318023701
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] α-Klothoの分子機能2013

    • 著者名/発表者名
      鍋島陽一、前田良太、伊村明浩
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 31 ページ: 60-64

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Structure-base analyses confirms alpha-klotho’s action as novel glucuronyl lectin.2015

    • 著者名/発表者名
      Ryota Maeda
    • 学会等名
      Copenhagen center for glycomics seminar
    • 発表場所
      Copenhagen
    • 年月日
      2015-03-24 – 2015-03-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Glucuronyl glycans are essential for alpha-Klotho functions2014

    • 著者名/発表者名
      Ryota Maeda
    • 学会等名
      Japanese human proteomics organization meeting 2014
    • 発表場所
      Tsukuba
    • 年月日
      2014-07-17 – 2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] An overview of alpha-Klotho and further physiological studies of mineral homeostasis2014

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Imura, Ryota Maeda
    • 学会等名
      European TETRASPANIN meeting
    • 発表場所
      Paris
    • 年月日
      2014-06-17 – 2014-06-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Glucuronyl glycans are essential for alpha-klotho-dependent systems2014

    • 著者名/発表者名
      Ryota Maeda
    • 学会等名
      The second International symposium of dynamical ordering of bimolecular systems for creation of integrated functions
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] A novel apparatus for calcium sensation2014

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Imura, Ryota Maeda
    • 学会等名
      The second International symposium of dynamical ordering of bimolecular systems for creation of integrated functions
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] An overview of alpha-klotho and further physiological studies of mineral homeostasis2014

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Imura, Ryota Maeda
    • 学会等名
      Copenhagen center for glycomics seminar
    • 発表場所
      コペンハーゲン
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Glucuronyl glycans are essential for alpha-klotho-dependent Na/K-ATPase recruitment and FGF signaling2014

    • 著者名/発表者名
      Ryota Maeda
    • 学会等名
      Copenhagen center for glycomics seminar
    • 発表場所
      コペンハーゲン
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] New entity of endocytic vesicle capable of sensing extracellular calcium2014

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Imura, Ryota Maeda
    • 学会等名
      International Bone and Mineral Society Herbert Flesich Wrokshop 2014
    • 発表場所
      ブルージュ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Glucuronyl glycans are essential for alpha-klotho-dependent systems2014

    • 著者名/発表者名
      Ryota Maeda
    • 学会等名
      International Bone and Mineral Society Herbert Flesich Wrokshop 2014
    • 発表場所
      ブルージュ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] An overview of alpha-klotho and further physiological studies of mineral homeostasisq2014

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Imura, Ryota Maeda
    • 学会等名
      Marseille University Seminar
    • 発表場所
      マルセイユ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Gurucuronyl glycans are essential for alpha-klotho-dependent Na+/K+-ATPase recruitment and FGF signaling2014

    • 著者名/発表者名
      Rytoa Maeda
    • 学会等名
      Marseille University Seminar
    • 発表場所
      マルセイユ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] クロトーの、グルクロン酸糖鎖およびFGF23との複合体としての構造解析2014

    • 著者名/発表者名
      前田良太
    • 学会等名
      文部科学省・科学研究費補助金・新学術領域研究「構造細胞生物学」第5回全体会議
    • 発表場所
      留寿都
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ベータクロトータパク質の結晶化最適条件2014

    • 著者名/発表者名
      橋本康史、前田良太
    • 学会等名
      文部科学省・科学研究費補助金・新学術領域研究「構造細胞生物学」第5回全体会議
    • 発表場所
      留寿都
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Glucuronyl glycans are essential for alpha-Klotho functions2014

    • 著者名/発表者名
      Ryota Maeda
    • 学会等名
      Japanese human proteomics organization meeting 2014
    • 発表場所
      つくば
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] An overview of alpha-klotho and further physiological studies of mineral homeostasisq2014

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Imura, Ryota Maeda
    • 学会等名
      Japanese human proteomics organization meeting 2014
    • 発表場所
      つくば
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Glucuronyl carbohydrate modification commonly attached on NaK ATPase beta-subunit, FGFR1 and FGF-23 recognized by alpha-Klotho2013

    • 著者名/発表者名
      Ryota Maeda
    • 学会等名
      The 2nd Joint Meeting of the International Bone and Mineral Society and the Japanese Society for Bone and Mineral Research
    • 発表場所
      神戸
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] クロトーの、グルクロン酸糖鎖およびFGF23との複合体としての構造解析2013

    • 著者名/発表者名
      前田良太
    • 学会等名
      文部科学省・科学研究費補助金・新学術領域研究「構造細胞生物学」第4回全体会議
    • 発表場所
      山梨
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ベータクロトーの結晶構造解析2013

    • 著者名/発表者名
      橋本康史、前田良太
    • 学会等名
      文部科学省・科学研究費補助金・新学術領域研究「構造細胞生物学」第4回全体会議
    • 発表場所
      山梨
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] alpha-klotho as a glucuronide lectin and further studies of calcium sensing2013

    • 著者名/発表者名
      Rytoa Maeda, Akihiro Imura
    • 学会等名
      Massachusetts general hospital seminar
    • 発表場所
      ボストン
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Glucuronyl glycans are essential for alpha-klotho-dependent Na+/K+-ATPase recruitment and FGF23 signaling2013

    • 著者名/発表者名
      Ryota Maeda, Akihiro Imura, Bernard Henrissat, Kazuhiro Nagata, Shogo Oka, Yo-ichi Nabeshima
    • 学会等名
      Society for glycomics annual meeting 2013
    • 発表場所
      フロリダ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] 「構造細胞生物学」月刊ニュースレター第40号2014

    • 著者名/発表者名
      前田良太
    • 総ページ数
      1
    • 出版者
      新学術領域「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」事務局
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] 「構造細胞生物学」月刊ニュースレター第30号2013

    • 著者名/発表者名
      前田良太
    • 総ページ数
      1
    • 出版者
      新学術領域「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」事務局
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] 「構造細胞生物学」月刊ニュースレター第37号2013

    • 著者名/発表者名
      前田良太
    • 総ページ数
      1
    • 出版者
      新学術領域「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」事務局
    • 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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