たんぱく質間相互作用を介した膜受容体による情報伝達機構の構造学的研究

2008 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15083102
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 白川 昌宏 京都大学, 工学研究科, 教授 (00202119)
• キーワード: NMR / 結晶構造解析 / 膜たんぱく質

研究概要

本研究では、(1)SUMO(Small Ubiquitin-like modifier)によるたんぱく質修飾やDNAメチル化による細胞内蛋白質の相互作用制御、(2)サイトカイン受容体の細胞内シグナル伝達開始機構、(3)In-cell NMRによる生きた細胞内の蛋白質のフォールディング安定性、に関する解析を行った。
(1) に関しては、H19年度までの実験から、SUMO-1修飾を受けたヒトHSF2のDNA結合ドメインについて、SUMO-1とDNA結合ドメイン間には安定な非共有的結合表面が形成されない事を示した。しかし、SUMOはHSF2のDNA結合ドメインのDNA結合面近傍に高い頻度で分布する事が示された。このSUMOの偏った分布がDNA結合をいわば"確率論的に"遮蔽する事でDNA結合を抑制すると考えられた。H20年度はそれを論文発表した(Tateishi et al. JBC (2009)).またH19年度の研究により、我々はUHRF1のDNA結合を担うSRAドメイン単独と、ヘミメチル化部位を持つDNAとの複合体の立体構造を決定した。H20年度はこの成果を論文発表した(Arita et al. Nature (2008))。(2)については岐阜大学医学研究科の近藤直美博士らとの共同研究により、Myd88のTIRドメインと、TLR4経路に関与するアダプター分子TIRAP(MAL)のTIRドメインとの相互作用解析などを行った。(3)に関しては、In-cell NMRに関連した実験手法によりユビキチンの内部アミドプロトンが細胞内では15〜22倍程度速く交換することを示した。H19年度までのin-cell NMRの手法開発に関する成果と合わせて論文発表した(lnolnata et al., Nature(in press))。

研究成果

• [雑誌論文] Dual-Function Probe to Detect Protease Activity fo rFluorescence Measurement and 19F MRI (2009)
  • 著者名/発表者名: Mizukami, S., Takikawa, R., Sugihara, F., Shirakawa, M. and Kikuchi, K.
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition (Publisbed Online)
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-resolution multi-dimensional NMR spectroscopy of proteins in human cells (2009)
  • 著者名/発表者名: Inomata, R., Ohno, A., Tochio, H. Isogai, S., Tenno, T., Maltase, I., Takeuchi, T., Futaki, S., Ito, Y., Hiroaki, H, and Shirakawa
  • 雑誌名: Nature 458 ページ: 106-109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protein structure determination in living cells by in-cell NMR spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: sakakloara, D., sasakl, A., lkeya, l., Aamatsu, j.,Aanasnlma,T., Mishima, M., Yoshimasu, M., Hayashi, N., Mikawa, T., Walchli. M., Smith. B. O., Shirakawa. M., Guntert. P. and Ito
  • 雑誌名: Nature 458 ページ: 102-105
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular basis for SUMOylation-dependent regulation of DNA binding activity of Heat Shock Factor 2 (2009)
  • 著者名/発表者名: Tateishi, Y., Ariyoshi, H., Igarashi, R., Hara, H., Mizuguchi, K., Seto, A., Nakai, A., Kolcubo, T., Tochio, H. and Shirakawa, M
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 284 ページ: 2435-2447
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure of the SUMO-interacting motif of MBD1-containing chromatin associated factor 1 (MCAF1) bound to SUMO-3 (2008)
  • 著者名/発表者名: Sekiyama, N., Ikegami, T., Yamane, T., Ikeguchi, M., Uchimura, Y., Baba, D., Ariyoshi, M., Tochio, H., Saitoh, H. and Shirakawa, M
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 283 ページ: 35966-35975
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hemi-methylated DNA recognition by the SRA protein Np95 via a base flipping mechanism (2008)
  • 著者名/発表者名: Arita, K., Ariyoshi, M., TOchio, H., Nakamura, Y. and Shirakawa
  • 雑誌名: Nature 455 ページ: 818-821
  • 査読あり
• [雑誌論文] The solution structure .of the C-terminal domain of NfeD reveals a novel membrane-anchored OB-fold (2008)
  • 著者名/発表者名: Kuwahara, Y., Ohno, A., Morii, T., Yokoyama, H., Matsui, I., Tochio, H., Shirakawa, M., and Hiroaki, H.
  • 雑誌名: Protein Science 17 ページ: 1915-1924
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression, purification, and a structural analysis of human IL-18binding protein : A potent therapeutic molecule for allergy (2008)
  • 著者名/発表者名: Kimura, T., Kato, Z., Ohnishi, H., Tochio, H., Shirakawa, M., Kondo, N.
  • 雑誌名: Allergology International 4 ページ: 367-376
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intracellular protein delivery activity of peptides derived from insulin-like growth factor binding proteins 3 and 5 (2008)
  • 著者名/発表者名: Goda, Tenno, T., Inomata, K., Shirakawa, M., Tanaka, T., Hiroaki, H.
  • 雑誌名: Experimental Cell Research 314 ページ: 2352-2361
  • 査読あり
• [学会発表] In-cell NMR spectroscopy of proteins in human cells : study of protein interactions and dynamics (2009)
  • 著者名/発表者名: 白川昌宏
  • 学会等名: 特定領域研究「膜インターフェイス」平成20年度公開シンポジウム
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター
  • 年月日: 2009-01-23
• [学会発表] In-cell NMRによる細胞質内タンパク質の構造,機能解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 白川昌宏
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大食合同大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2008-12-11
• [学会発表] In-Cell NMR spectroscopy of proteins (2008)
  • 著者名/発表者名: 白川昌宏
  • 学会等名: 日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京)
  • 年月日: 2008-06-10