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2016 年度 実施状況報告書

天然変性蛋白質による分子認識機構の統一的解明

研究課題

研究課題/領域番号 15K07023
研究機関東京大学

研究代表者

新井 宗仁  東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (90302801)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード蛋白質 / フォールディング / 天然変性蛋白質 / 分子認識 / NMR
研究実績の概要

天然変性蛋白質は、生理的条件下では特定の構造を持たず、標的蛋白質の認識・結合と同時にフォールディング(構造形成)する。高等生物が持つ蛋白質の約3割が天然変性蛋白質であることから、それらの分子認識機構の決定因子を解明し、あらゆる天然変性蛋白質の分子認識機構を統一的に理解することが重要である。平成27年度までに、天然変性蛋白質の分子認識機構の決定因子を解明できたので、今後はメカニズムの統一的な理解に向けて、様々な天然変性蛋白質の分子認識機構を解明することが必要である。そこで、平成28年度はこの課題達成を目指して研究を進め、次の成果を得た。
平成27年度には、天然変性蛋白質による分子認識機構の決定因子が二次構造への折りたたみやすさであることを解明した。これをさらに検証するために、天然変性蛋白質c-Mybの二次構造形成能を変化させた変異体を複数作製し、標的蛋白質KIXとの結合能の変化を解析した。その結果、二次構造の安定化が標的蛋白質との結合を強化することが示唆され、天然変性蛋白質の分子認識における二次構造の重要性を支持する結果が得られた。
標的蛋白質KIXは、c-Mybの他にも様々な天然変性蛋白質と結合できる。そこで、KIXに結合する天然変性蛋白質であるHIV-1由来Tatと、転写因子c-Junについて、単独での立体構造物性、および、KIXとの結合に伴う立体構造変化を、二次元NMR法、X線溶液散乱法、円二色性分光法などによって詳細に調べた。その結果、どちらの天然変性蛋白質も、KIXとの結合に伴って二次構造を形成することが示唆された。
さらに、天然変性蛋白質E1Aが標的蛋白質NCBDに結合する際の複雑な結合様式を、NMR滴定法によって詳細に解明することに成功した。また、天然変性蛋白質による標的結合を制御する手法の開発や、天然蛋白質の立体構造物性に関する理論的解析なども行った。

現在までの達成度 (区分)
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

本研究では、モデル天然変性蛋白質c-Mybへの変異解析等によって分子認識機構を詳細に解明することを目指す課題1と、様々な天然変性蛋白質の分子認識機構の解明を目指す課題2がある。研究実績の概要に記載した通り、どちらの課題についても順調に進展していると言える。

今後の研究の推進方策

今後も引き続き、モデル天然変性蛋白質c-Mybへの変異解析(課題1)と、様々な天然変性蛋白質の分子認識機構の解析(課題2)を並行して進め、当初の研究目的の達成を目指す。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] The Scripps Research Institute(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      The Scripps Research Institute
  • [雑誌論文] Mapping the interactions of adenoviral E1A proteins with the p160 nuclear receptor coactivator binding domain of CBP.2016

    • 著者名/発表者名
      Haberz, P., Arai, M., Martinez-Yamout, M.A., Dyson, H.J., & Wright, P.E.
    • 雑誌名

      Protein Science

      巻: 25 ページ: 2256-2267

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1002/pro.3059

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 天然変性タンパク質を利用した創薬基盤技術の開発2017

    • 著者名/発表者名
      新井宗仁
    • 学会等名
      第6回岐阜構造生物学・医学・論理的創薬研究会シンポジウム
    • 発表場所
      岐阜大学(岐阜県岐阜市)
    • 年月日
      2017-03-14
    • 招待講演
  • [学会発表] 合理的設計による抗体精製用アフィニティーリガンドFPAの改良2017

    • 著者名/発表者名
      岡芳樹、澤田泰平、渡辺尚大、工藤恒、和田愛未、河合秀信、張マリ、林勇樹、新井宗仁
    • 学会等名
      第6回日本生物物理学会関東支部会
    • 発表場所
      早稲田大学先端生命医科学センター(東京都新宿区)
    • 年月日
      2017-03-13
  • [学会発表] Statistical analysis on the molecular size of native proteins2016

    • 著者名/発表者名
      河合秀信、高橋大輔、新井宗仁
    • 学会等名
      第54回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2016-11-26
    • 招待講演
  • [学会発表] Rational design of a peptide inhibitor of the c-Myb-KIX interaction2016

    • 著者名/発表者名
      Shunji Suetaka, Yoshiki Oka, Yuuki Hayashi, Munehito Arai
    • 学会等名
      第54回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2016-11-26
  • [学会発表] Statistical analysis on the structural properties of native proteins2016

    • 著者名/発表者名
      Hidenobu Kawai, Daisuke Takahashi, Munehito Arai
    • 学会等名
      第54回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2016-11-25
  • [学会発表] Rational design of FPA, a ligand for antibody purification2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Oka, Taihei Sawada1, Takahiro Watanabe, Hisashi Kudo, Manami Wada, Hidenobu Kawai, Mari Chang, Yuuki Hayashi, Munehito Arai
    • 学会等名
      第54回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2016-11-25
  • [学会発表] Conformational diversity in the intrinsically disordered HIV-1 Tat protein induced by zinc and pH2016

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Kunihara, Yuuki Hayashi, Hisashi Kudo, Hidenobu Kawai, Yoshiki Oka, Munehito Arai
    • 学会等名
      第54回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2016-11-25
  • [学会発表] Interaction of the intrinsically disordered c-Jun with the KIX domain of the transcriptional coactivator CBP2016

    • 著者名/発表者名
      Satoru Yoshizaki, Tomoko Kunihara, Yuuki Hayashi, and Munehito Arai
    • 学会等名
      第54回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2016-11-25
  • [学会発表] Conformational propensities of intrinsically disordered proteins influence the mechanism of binding and folding2016

    • 著者名/発表者名
      Munehito Arai, Kenji Sugase, H. Jane Dyson, Peter E. Wright
    • 学会等名
      ICMRBS2016 (27th International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems)
    • 発表場所
      京都国際会館(京都府京都市)
    • 年月日
      2016-08-25
    • 国際学会
  • [学会発表] Structural analysis of the intrinsically disordered HIV-1 Tat protein2016

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Kunihara, Yuuki Hayashi, Hisashi Kudo, Hidenobu Kawai, Yoshiki Oka, Munehito Arai
    • 学会等名
      ICMRBS2016 (27th International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems)
    • 発表場所
      京都国際会館(京都府京都市)
    • 年月日
      2016-08-23
    • 国際学会
  • [学会発表] 合理的設計による抗体精製用リガンドFPAの開発2016

    • 著者名/発表者名
      岡芳樹、澤田泰平、渡辺尚大、林勇樹、新井宗仁
    • 学会等名
      第16回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-06-08
  • [学会発表] 天然変性タンパク質HIV-1 Tatの立体構造解析2016

    • 著者名/発表者名
      椢原朋子、林勇樹、工藤恒、河合秀信、岡芳樹、新井宗仁
    • 学会等名
      第16回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-06-08
  • [学会発表] 天然タンパク質の立体構造物性に関する統計解析2016

    • 著者名/発表者名
      河合秀信、高橋大輔、新井宗仁
    • 学会等名
      第16回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-06-08
  • [学会発表] タンパク質のフォールディングとデザイン2016

    • 著者名/発表者名
      新井宗仁
    • 学会等名
      東京大学 大学院理学系研究科 物理学専攻 A7サブコース 第3回シンポジウム「生物物理の新展開」
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2016-05-20
    • 招待講演
  • [学会発表] 天然変性タンパク質HIV-1 Tatの立体構造解析2016

    • 著者名/発表者名
      椢原朋子、林勇樹、工藤恒、河合秀信、岡芳樹、新井宗仁
    • 学会等名
      第16回 東京大学生命科学シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-04-23
  • [備考] 新井研究室のホームページ

    • URL

      http://folding.c.u-tokyo.ac.jp/

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公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-02-16  

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