蛋白質の翻訳後修飾と細胞内シグナル伝達に関連した因子の構造基盤

2012 年度 実績報告書

• 研究領域: 翻訳後修飾によるシグナル伝達制御の分子基盤と疾患発症におけるその破綻
• 研究課題/領域番号: 22117007
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 石谷 隆一郎 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (90361568)
• 研究分担者: 濡木 理 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10272460)
• 研究期間 (年度): 2010-06-23 – 2015-03-31
• キーワード: X線結晶構造解析 / タンパク質翻訳後修飾 / 細胞内シグナル伝達 / NF-κBシグナル伝達経路

研究概要

脱ユビキチン化酵素A20 がC 末端のzincfinger 7（ZF7）を介して直鎖状ポリユビキチンに結合することでNF-κB 活性化を抑制することを，生化学的な解析，および，細胞生物学的な解析により明らかにした．A20 ZF7-直鎖状ユビキチン複合体のX 線結晶構造を決定し，その直鎖状ジユビキチン認識機構を明らかにした．構造情報に基づいて機能解析を行い，A20 がZF7 を介して直鎖状ポリユビキチンと結合しTNF 受容体へと集積することでNF-κB 経路を制御するという新たな分子機構を明らかにした．さらに，本研究の結果から，A20 ZF7と直鎖状ポリユビキチンとのあいだの結合の不全はB 細胞リンパ腫惹起と関連することが示された．

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

A20に関しては，結晶構造解析だけではなく，領域内の異分野連携により細胞生物学的解析，分子生物学的解析を行い，NF-κB 経路を制御するという新たな分子機構を明らかにできた点では，順調に当初の目的が達成できていると言える．

今後の研究の推進方策

HTLV-Tax蛋白質，A20などのNF-kB経路，MAPK経路等に関わる因子の構造解析を，計画班間との共同研究により遂行する．HTLV-Tax蛋白質に関しては， NF-kB経路の因子であるNEMOとの複合体含め，複合体の構造解析をすすめている．その他，現在進行中の領域内の計画班・公募班との共同研究を進めるだけでなく，新たな共同研究も展開する．

研究成果

• [雑誌論文] Expression, purification, crystallization and preliminary X-ray crystallographic analysis of Zucchini from Drosophila melanogaster (2012)
  • 著者名/発表者名: Fukuhara S, Nishimasu H, Bonnefond L, Matsumoto N, Ishitani R, Nureki O
  • 雑誌名: Acta Crystallogr 巻: F68 ページ: 1346-1350
  • DOI: 10.1107/S1744309112038936
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure and function of Zucchini endoribonuclease in piRNA biogenesis (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishimasu H, Ishizu H, Saito K, Fukuhara S, Kamatani MK, Bonnefond L, Matsumoto N, Nishizawa T, Nakanaga K, Aoki J, Ishitani R, Siomi H, Siomi MC, Nureki O
  • 雑誌名: Nature 巻: 491 ページ: 284-287
  • DOI: 10.1038/nature11509
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of Enpp1, an extracellular glycoprotein involved in bone mineralization and insulin signaling (2012)
  • 著者名/発表者名: Kato K, Nishimasu H, Okudaira S, Mihara E, Ishitani R, Takagi J, Aoki J, Nureki O
  • 雑誌名: Proc. Natl Acad. Sci. U. S. A. 巻: 109 ページ: 16876-16881
  • DOI: 10.1073/pnas.1208017109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Dynamics Simulation of Autotaxin: Roles of the Nuclease-like Domain and the Glycan Modification (2012)
  • 著者名/発表者名: Koyama M, Nishimasu H, Ishitani R, Nureki O
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 巻: 116 ページ: 11798-11808
  • DOI: 10.1021/jp303198u
  • 査読あり
• [雑誌論文] Specific recognition of linear polyubiquitin by A20 zinc finger 7 is involved in NF-κB regulation (2012)
  • 著者名/発表者名: Tokunaga F, Nishimasu H, Ishitani R, Goto E, Noguchi T, Mio K, Kamei K, Ma A, Iwai K, Nureki O
  • 雑誌名: EMBO J. 巻: 31 ページ: 3856-3870
  • DOI: 10.1038/emboj.2012.241
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis for translation termination by archaeal RF1 and GTP-bound EF1α complex (2012)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi K, Saito K, Ishitani R, Ito K, Nureki O
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 40 ページ: 9319-9328
  • DOI: 10.1093/nar/gks660
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression, purification, crystallization and preliminary X-ray crystallographic analysis of Enpp1 (2012)
  • 著者名/発表者名: Kato K, Nishimasu H, Mihara E, Ishitani R, Takagi J, Aoki J, Nureki O
  • 雑誌名: Acta Crystallogr 巻: F68 ページ: 778-782
  • DOI: 10.1107/S1744309112019306
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure of a dominant-negative helix-loop-helix transcriptional regulator suggests mechanisms of autoinhibition (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishii R, Isogaya K, Seto A, Koinuma D, Watanabe Y, Arisaka F, Yaguchi SI, Ikushima H, Dohmae N, Miyazono K, Miyazawa K, Ishitani R, Nureki O
  • 雑誌名: EMBO J 巻: 31 ページ: 2541-2552
  • DOI: 10.1038/emboj.2012.77
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of the channelrhodopsin light-gated cation channel (2012)
  • 著者名/発表者名: Kato HE, Zhang F, Yizhar O, Ramakrishnan C, Nishizawa T, Hirata K, Ito J, Aita Y, Tsukazaki T, Hayashi S, Hegemann P, Maturana AD, Ishitani R, Deisseroth K, Nureki O
  • 雑誌名: Nature 巻: 482 ページ: 369-374
  • DOI: 10.1038/nature10870
  • 査読あり