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2011 年度 実績報告書

プリオンなどの構造多形と機能発現システムの再構築

計画研究

研究領域タンパク質社会の研究の総合的推進
研究課題/領域番号 19058002
研究機関東京工業大学

研究代表者

田口 英樹  東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 教授 (40272710)

研究分担者 小池 あゆみ  神奈川工科大学, 応用バイオ科学部, 教授 (20454176)
キーワードタンパク質 / フォールディング / シャペロン / アミロイド / プリオン
研究概要

(1)プリオンなどの構造多形:
アミノ酸配列がタンパク質の天然構造を一義に決定するというアンフィンゼンのドグマによるタンパク質観は、アミロイドやプリオンといった秩序ある凝集状態や、単独では天然構造を取り得ない天然変性タンパク質の概念の登場により再検討を余儀なくされている。本研究課題において我々は、酵母プリオンやポリグルタミンをモデルとしてアミロイド構造の細胞内での構造や伝播機構について研究を進めた。研究期間内に、酵母プリオン伝播に必須の役割を果たしているHsp104の役割の解明、細胞内でのアミロイドの構造、細胞内でのプリオンタンパク質の1分子追跡法の開発などを行った。さらに、出芽酵母の200種類にもおよぶタンパク質の細胞内動態を調べるに至った。
(2)タンパク質機能発現システムの再構築:
タンパク質のフォールディングは常に凝集体形成の危機にさらされている。生体高分子でひしめいている細胞内で凝集形成がいかに抑制されているかを解明することが「タンパク質の社会」の理解には必須である。本研究課題では、再構築型の無細胞翻訳系を用いた凝集形成アッセイ、凝集を抑えてフォールディングを助けるシャペロンの役割、について研究を進めた。
無細胞翻訳系による研究では、大腸菌の全タンパク質の凝集形成のしやすさ、さらにGroELやDnaKなどのシャペロンを加えたときにどのタンパク質の凝集が抑制されるかについて大規模な解析を行った。これらの結果により、タンパク質の一次配列や立体構造と凝集しやすさの相関やシャペロン間の役割分担について新たな知見を得た。
細胞の生育に必須のシャペロンであるシャペロニンGroELの細胞内における基質タンパク質を同定し、その性質を明らかにした。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (4件) 図書 (4件)

  • [雑誌論文] Mechanism of methionine synthase overexpression in chaperonin-depleted Escherichia coli2012

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara K, Taguchi, H
    • 雑誌名

      Microbiology

      巻: 158 ページ: 917-924

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nano-scale alignment of proteins on a nexible DNA back-bone2012

    • 著者名/発表者名
      Nojima, T.*, Konno, H., Kodera, N., Seio, K, Taguchi, H., Yoshida, M.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 7 ページ: e52534

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0052534

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flexibility of GroES mobile loop is required for efficient chaperonin function2012

    • 著者名/発表者名
      Nojima, T., Ikegami, T., Taguchi, H., Yoshida, M.*
    • 雑誌名

      J. Mol. Biol.

      巻: 422 ページ: 291-299

    • DOI

      10.1016/j.jmb.2012.05.026

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Global Analysis of Chaperone Effects Using a Reconstituted Cell-Free Translation System2012

    • 著者名/発表者名
      Niwa, T., Kanamori T, Ueda, T.*, Taguchi, H.*
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.

      巻: 109 ページ: 8937-8942

    • DOI

      10.1073/pnas.1201380109.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Difference in the distribution pattern of substrate enzymes in the metabolic network of Escherichia coli, according to chaperonin requirement.2011

    • 著者名/発表者名
      Takemoto K*, Niwa T, Taguchi H.
    • 雑誌名

      BMC Syst Biol.

      巻: 5 ページ: 98

    • DOI

      10.1186/1752-0509-5-98.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Amphiphilic Polysaccharide Nanogels as Artificial Chaperones in Cell-Free Protein Synthesis2011

    • 著者名/発表者名
      Sasaki, Y, Asayama, W., Niwa, T., Sawada, S., Ueda, T., Taguchi, H., Akiyoshi, K.*
    • 雑誌名

      Macromol. Biosci.

      巻: 11 ページ: 814-820

    • DOI

      10.1002/mabi.201000457.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Yeast prion protein Newl can break Sup35 amyloid fibrils into fragments in an ATP-dependent manner.2011

    • 著者名/発表者名
      Inoue, Y., Kawai-Noma, S., Koike-Takeshita, A., Taguchi, H., Yoshida, M.*
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 16 ページ: 545-556

    • DOI

      10.1111/j.1365-2443.2011.01510.x.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single-particle tracking of quantum dot-conjugated prion proteins inside yeast cells.2011

    • 著者名/発表者名
      Tsuji, T., Kawai-Noma, S., Pack, C-G., Terajima, H., Yajima, J., Nishizaka, T., Kinjo, M., Taguchi, H.*
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Res. Commun.

      巻: 405 ページ: 638-643

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2011.01.083.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single molecule imaging of the trans-translation entry process via anch oring of the tagged ribosome.2011

    • 著者名/発表者名
      Zhou, Z-P., Shimizu, Y., Tadakuma, H.*, Taguchi, H., Ito, K., Ueda, T.
    • 雑誌名

      J. Biochem.

      巻: 149 ページ: 609-618

    • DOI

      10.1093/jb/mvr010.

    • 査読あり
  • [学会発表] In vivo structure and dynamics of yeast prion protein2013

    • 著者名/発表者名
      Hideki Taguchi
    • 学会等名
      SPIE 2013 : Nano-Bio Sensing, Imaging & Spectros copy.
    • 発表場所
      Jeju-do, (Korea)(招待講演)
    • 年月日
      20130220-20130222
  • [学会発表] Global analyses of protein aggregation and chaperone effects2012

    • 著者名/発表者名
      Hideki Taguchi,
    • 学会等名
      SFB 3rd International symposium "Molecular Machines in Protein Folding and Protein Transport"
    • 発表場所
      Munich, (Germany)(招待講演)
    • 年月日
      20120723-20120725
  • [学会発表] 大腸菌のシャペロニンGroELの細胞内での役割2012

    • 著者名/発表者名
      田口英樹
    • 学会等名
      日本蛋白質科学会年会ワークショップ「ここまでわかったシャペロニン:作動機構と細胞内での役割」
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県)(招待講演)
    • 年月日
      20120620-20120622
  • [学会発表] Global analysis of chaperone action using a reconstituted cell-free translation system2011

    • 著者名/発表者名
      田口英樹
    • 学会等名
      EMBO Conference "The Biology of Molecular Chaperones"
    • 発表場所
      Grundlsee, (Austria)(招待講演)
    • 年月日
      20110519-20110524
  • [図書] 実験医学30(「史上最長の実験は続くよ」)2012

    • 著者名/発表者名
      田口英樹
    • 総ページ数
      2(3078-3079)
    • 出版者
      羊土社
  • [図書] バイオサイエンスとインダストリー70(「綱羅約な解析から見えてきたタンバク質凝集特性とシャペロンの役割」)2012

    • 著者名/発表者名
      丹羽達也、田口英樹
    • 総ページ数
      6(448-452)
    • 出版者
      JBA
  • [図書] 実験医学29,(「自然免疫誘導にプソオン的な自己増殖が関与」)2011

    • 著者名/発表者名
      田口英樹
    • 総ページ数
      2(2654-2665)
    • 出版者
      羊土社
  • [図書] 実験医学29(「βシートからなるアミロイド形成の発端はコイルドコイル構造?」)2011

    • 著者名/発表者名
      田口英樹30, 田口英樹
    • 総ページ数
      2(563-564)
    • 出版者
      羊土社

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公開日: 2014-07-16  

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