天然変性タンパク質の動的構造解析

2013 年度 研究成果報告書

• 研究領域: 天然変性タンパク質の分子認識機構と機能発現
• 研究課題/領域番号: 21113003
• 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: 明石 知子 横浜市立大学, その他の研究科, 准教授 (10280728)
• 研究分担者: 菅瀬 謙治 公益財団法人 サントリー生命科学財団 生物有機科学研究所, 主席研究員 (00300822) ; 水口 峰之 富山大学, 大学院医学薬学研究部, 教授 (30332662) ; 西村 善文 横浜市立大学, 大学院生命医科学研究科, 教授 (70107390)
• 研究期間 (年度): 2009-07-23 – 2014-03-31
• キーワード: 蛋白質 / 生体分子 / NMR / 質量分析 / 天然変性

研究概要

NMRや質量分析を用いて、天然変性タンパク質の動的構造を解析し、天然変性タンパク質を構造から理解し、分子認識機構の構造的な普遍性を解明することを目的として研究を展開した。その結果、ヒストン多量体および相同組換え補助因子 Swi5-Srf1複合体の構造、iPS細胞を誘導する転写因子Sox2およびOct3/4の動的構造、スプライシング関連因子PQBP1とスプライソソームU5-15kDの複合体およびPQBP1-U5-15kD-U5-52K複合体の立体構造を解析し、神経特異的抑制因子NRSFのN末天然変性領域とコリプレッサーSin3の相互作用を阻害する化合物を同定するなど、多くの成果が挙げられた。

研究成果

• [雑誌論文] Mutations in the PQBP1 gene prevent its interaction with the spliceosomal protein U5-15kD (2014)
  • 著者名/発表者名: Mizuguchi, M., Obita, T., Serita, T., Kojima, R., Nabeshima, Y., Okazawa, H.
  • 雑誌名: Nat. Commun 巻: 5 ページ: 3822
  • DOI: 10.1038/ncomms4822
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantitative analysis of location- and sequence-dependent deamination by APOBEC3G using real-time NMR spectroscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: Furukawa, A., Sugase, K., Morishita, R., Nagata, T., Kodaki, T., Takaori-Kondo, A., Ryo, A., Katahira, M.
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 巻: 53 ページ: 2349-2352
  • DOI: 10.1002/anie.201309940
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conclusive evidence of the reconstituted hexasome proved by native mass spectrometry (2013)
  • 著者名/発表者名: Azegami, N., Saikusa, K., Todokoro, Y., Kurumizaka, H., Nagadoi, A, Nishimura, Y, Akashi, S.
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 52 ページ: 5155-5157
  • DOI: 10.1021/bi4005655
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gas-phase structure of the histone multimers characterized by ion mobility mass spectrometry and molecular dynamics simulation (2013)
  • 著者名/発表者名: Saikusa, K., Fuchigami, S., Takahashi, K., Asano, Y., Nagadoi, A., Tachiwana, H., Kurumizaka, H., Ikeguchi, M., Nishimura, Y., Akashi, S.
  • 雑誌名: Anal. Chem. 巻: 85 ページ: 4165-4171
  • DOI: 10.1021/ac400395j
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterisation of an intrinsically disordered protein complex of Swi5-Sfr1 by ion mobility mass spectrometry and small-angle X-ray scattering (2013)
  • 著者名/発表者名: Saikusa, K., Kuwabara, N., Kokabu, Y., Inoue, Y., Sato, M., Iwasaki, H., Shimizu, T., Ikeguchi, M., Akashi, S.
  • 雑誌名: Analyst 巻: 138 ページ: 1441-1449
  • DOI: 10.1039/c2an35878f
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fast and accurate fitting of relaxation dispersion data using the flexible software package GLOVE (2013)
  • 著者名/発表者名: Sugase, K., Konuma, T., Lansing, J.C., Wright, P.E.
  • 雑誌名: J. Biomol. NMR 巻: 56 ページ: 275-283
  • DOI: 10.1007/s10858-013-9747-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural characterization of a trapped folding intermediate of pyrrolidone carboxyl peptidase from a hyperthermophile (2012)
  • 著者名/発表者名: Mizuguchi, M., Takeuchi, M., Ohki, S., Nabeshima, Y., Kouno, T., Aizawa, T., Demura, M., Kawano, K., Yutani, K.
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 51 ページ: 6089-6096
  • DOI: 10.1021/bi300608e
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intrinsic Nucleic Acid-Binding activity of Chp1 Chromodomain Is Required for Heterochromatic Gene (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Ishida, H.Shimojo, A.Hayashi, R.Kawaguchi, Y.Ohtani, K.Uegaki, Y.Nishimura, J.Nakayama
  • 雑誌名: Mol Cell 巻: 47 ページ: 228-241
  • DOI: 10.1016/j.molcel.2012.05.017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Elucidating slow binding kinetics of a protein without observable bound resonances by longitudinal relaxation NMR spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Sugase, K.
  • 雑誌名: J. Biomol. NMR 巻: 50 ページ: 219-227
  • DOI: 10.1007/s10858-011-9511-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Free-energy Landscape for Coupled Folding and Binding of an Intrinsically Disordered Protein in Explicit Solvent from Detailed All-atom Computations (2011)
  • 著者名/発表者名: Higo, J., Nishimura, Y., Nakamura, H.
  • 雑誌名: J Am Chem Soc 巻: 133 ページ: 10448-10458
  • DOI: 10.1021/ja110338e.,10.1107/S0907444910051711
  • 査読あり
• [学会発表] セグメントラベル法によるタンパク質の重水素化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 水口峰之
  • 学会等名: 平成25年度第2回生物構造学研究会 タンパク質の重水素化と中性子構造生物学
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-03-17
  • 招待講演
• [学会発表] Recognition mode of histone H2A-H2B by the NAP1 flexible acidic string (2013)
  • 著者名/発表者名: Nishimura, Y.
  • 学会等名: The 5th Asia-Pacific NMR Symposium (The 5th APNMR Symposium) アジア-太平洋NMR シンポジウム
  • 発表場所: Brisbane Convention and Exhibition Centre(オーストラリア・ブリスベン)
  • 年月日: 20131027-31
  • 招待講演
• [学会発表] Relaxation dispersion spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: Sugase, K.
  • 学会等名: 2013 Taiwan magnetic resonance society annual meeting
  • 発表場所: Chiayi, Taiwan
  • 年月日: 2013-01-29
  • 招待講演
• [学会発表] ポリグルタミン結合タンパク質の構造生物学的研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 水口峰之
  • 学会等名: 日本薬学会第132年会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20120328-31
  • 招待講演
• [学会発表] Dynamic structural changes of the intrinsically disordered protein PQBP-1 (2012)
  • 著者名/発表者名: Mineyuki Mizuguchi
  • 学会等名: 4th Japan-Korea Seminar on Biomolecular Sciences, Experiments and Simulations
  • 発表場所: Nara
  • 年月日: 20120109-11
  • 招待講演
• [学会発表] Structural changes of the intrinsically disordered protein PQBP-1 (2012)
  • 著者名/発表者名: Mineyuki Mizuguchi
  • 学会等名: 9th Japan-Korea Bilateral Symposium on Biological NMR
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 2012-03-16
  • 招待講演
• [学会発表] Dimeric transthyretin variant assembles into cytotoxic aggregates (2011)
  • 著者名/発表者名: Mineyuki Mizuguchi
  • 学会等名: VIIIth International Symposium on Familial Amyloidotic Polyneuropathy
  • 発表場所: Kumamoto
  • 年月日: 20111120-22
  • 招待講演
• [学会発表] Structural biology on Chromatin- related proteins (2011)
  • 著者名/発表者名: Nishimura, Y., H.Shimojo, A.Kawaguchi, M.Okuda, Y.Moriwaki, K.Iizumi, A.Nagadoi
  • 学会等名: The 4th Asia-Pacific NMR Symposium (The 4th APNMR Symposium) アジア-太平洋NMR シンポジウム
  • 発表場所: Beijing Central Garden Hotel, (中国 北京)
  • 年月日: 20111016-19
  • 招待講演
• [学会発表] Mass Spectrometry of Histone Multimer (2011)
  • 著者名/発表者名: Satoko Akashi
  • 学会等名: The 2^<nd> Asian Oceanic Mass Spectrometry Conference (2^<nd> AOMSC)
  • 発表場所: Busan
  • 年月日: 20110817-19
  • 招待講演
• [学会発表] Eukaryotic nuclear IUPs (2011)
  • 著者名/発表者名: 西村善文
  • 学会等名: 2010KRIBB Conference on Structural Bioinformatics(2nd Asia-Pacific symposium on Intrinsically Unfolded Proteins)
  • 発表場所: 韓国生命工学研究院(大田KRIBB、韓国)
  • 年月日: 20110112-15
  • 招待講演
• [学会発表] 質量分析で観るタンパク質の姿 (2011)
  • 著者名/発表者名: 明石知子
  • 学会等名: 理研シンポジウム 第12回分析・解析技術と化学の最先端
  • 発表場所: 和光
  • 年月日: 2011-12-12
  • 招待講演
• [学会発表] タンパク質のNMR による構造解析 : 天然変性状態と動的挙動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西村善文
  • 学会等名: 平成22年度日本分光学会年次講演会
  • 発表場所: 京都大学百周年時計台記念館(京都)
  • 年月日: 20101118-20
  • 招待講演
• [学会発表] NMR studies on gene regulation-related proteins : intrinsic disordered states and drug screening (2010)
  • 著者名/発表者名: Nishimura, Y.
  • 学会等名: Korean Magnetic Resonance Society Meeting (KMRS:韓国磁気共鳴学会)
  • 発表場所: 釜山(韓国)
  • 年月日: 20100621-23
  • 招待講演
• [学会発表] タンパク質複合体を観る -イオンモビリティMS の実際- (2010)
  • 著者名/発表者名: 明石知子
  • 学会等名: BMS シンポジウム「機能するタンパク質の構造を探る」
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-12-11
• [学会発表] Fluctuation and function of nuclear proteins (2010)
  • 著者名/発表者名: 菅瀬謙治
  • 学会等名: 第48回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 東北大学、岩手
  • 年月日: 2010-09-20
  • 招待講演
• [学会発表] Fitting Relaxation Dispersion Data With A New Software Package GLOVE (2010)
  • 著者名/発表者名: Sugase, K., Lansing, J.C. Wright, P.E.
  • 学会等名: XXIVth International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems
  • 発表場所: Cairns convention centre, Australia
  • 年月日: 2010-08-24
• [学会発表] NMR による天然変性タンパク質の動的構造解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 菅瀬謙治
  • 学会等名: 第10回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター、北海道
  • 年月日: 2010-06-18
  • 招待講演
• [学会発表] Elucidation of protein-protein interactions by relaxation NMR spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Sugase, K
  • 学会等名: The 3rd APNMR Biannual Asia-Pacific NMR Symposium
  • 発表場所: Ramada hotel, Korea
  • 年月日: 2009-10-27
  • 招待講演
• [図書] 現代質量分析学、高山光男、早川滋雄、瀧浪欣彦、和田芳直編 第26章 生体超分子 (2013)
  • 著者名/発表者名: 明石知子(共著)
  • 総ページ数: 383-392
  • 出版者: 化学同人
• [図書] Water and Biomolecules : Physical Chemistry of Life Phenomena (Biological and Medical Physics, Biomedical Engineering) (2009)
  • 著者名/発表者名: Wright, P.E., Felitsky, D.J., Sugase, K., Dyson, H.J.
  • 総ページ数: 307
  • 出版者: Springer-Verlag
• [産業財産権] 線維筋痛症の予防または治療薬 (2012)
  • 発明者名: 西村善文、植田弘師
  • 権利者名: 公立大学法人横浜市立大学、公国立大学法人長崎大学、PRISM BioLab 株式会社
  • 産業財産権種類: 2012-267599
  • 産業財産権番号: A11178
  • 出願年月日: 2012-12-06
• [産業財産権] 神経選択的転写抑制因子NRSF に特異的に結合するmSin3B に結合する化合物の利用 (2011)
  • 発明者名: 西村善文、長土居有隆、平尾優佳、五嶋良郎、山下直也、植田弘師、宮田直樹、鈴木孝禎、平石龍大
  • 権利者名: 公立大学法人横浜市立大学、公立大学法人名古屋市立大学、国立大学法人長崎大学
  • 産業財産権種類: 2010-27066
  • 産業財産権番号: PCT/JP2011/52710
  • 出願年月日: 2011-02-09
  • 外国