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2017 年度 実績報告書

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, 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。そこで平成29年度は次の研究を行った。

これまでの研究から、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明らかにしている。これを検証するために、前年度に引き続き、天然変性蛋白質c-Mybの構造安定性を変化させた複数の変異体を理論的に設計後、実際に作製し、標的蛋白質KIXとの結合能の変化を解析した。また、これまでに得られた知見に基づき、天然変性蛋白質による標的分子認識反応と、球状蛋白質におけるフォールディング反応を統一的に説明できるメカニズムを提唱した。

標的蛋白質KIXに結合する天然変性蛋白質であるHIV-1由来Tatについて、15Nラベル体を作製し、生理的条件下(亜鉛結合状態、中性pH)における二次元NMRスペクトルの測定に成功した。また、天然変性蛋白質である転写因子c-Junが標的蛋白質KIXと結合したときの二次元および三次元NMRスペクトルを測定した。ピーク帰属を行い、c-Jun上のKIX結合部位を同定した。以上の他に、変性蛋白質の構造ダイナミクスの解析や、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。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Unified understanding of folding and binding mechanisms of globular and intrinsically disordered proteins2018

    • 著者名/発表者名
      Arai, M.
    • 雑誌名

      Biophysical Reviews

      巻: 10 ページ: 163-181

    • DOI

      10.1007/s12551-017-0346-7

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Formation of the chaperonin complex studied by 2D NMR spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Takenaka, T., Nakamura, T., Yanaka, S., Yagi-Utsumi, M., Chandak, M.S., Takahashi, K., Paul, S., Makabe, K., Arai, M., Kato, K., & Kuwajima, K.
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 12 ページ: e0187022

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0187022

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Highly heterogeneous nature of the native and unfolded states of B domain of protein A revealed by two-dimensional fluorescence lifetime correlation spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Otosu, T., Ishii, K., Oikawa, H., Arai, M., Takahashi, S., & Tahara, T.
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B

      巻: 121 ページ: 5463-5473

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.7b00546

    • 査読あり
  • [学会発表] 天然変性タンパク質HIV-1 Tatの構造特性と分子認識2018

    • 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7回日本生物物理学会関東支部会
  • [学会発表] 細胞内GTP定量センサーの開発2018

    • 著者名/発表者名
      岡芳樹、竹内恒、林勇樹、新井宗仁
    • 学会等名
      第7回日本生物物理学会関東支部会
  • [学会発表] 中性に近いpHで抗体を精製可能な新規アフィニティーカラムの開発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
      2017年度生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017)
  • [学会発表] 天然変性タンパク質による標的分子認識機構2017

    • 著者名/発表者名
      新井宗仁
    • 学会等名
      第18回若手NMR研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 天然変性蛋白質による標的分子認識機構の解明2017

    • 著者名/発表者名
      新井宗仁
    • 学会等名
      2017旭硝子財団 助成研究発表会
    • 招待講演
  • [学会発表] c-Myb-KIX 間相互作用を阻害するペプチドの合理的設計2017

    • 著者名/発表者名
      季高駿士、岡芳樹 、林勇樹 、新井宗仁
    • 学会等名
      第17回日本蛋白質科学会年会ワークショップ「タンパク質科学における理論と実験の協奏」
    • 招待講演
  • [学会発表] 天然変性タンパク質c-Jun と転写コアクチベータCBP のKIX ドメインの相互作用2017

    • 著者名/発表者名
      吉崎慧、末松佑麿、季高駿士、椢原朋子、林勇樹、新井宗仁
    • 学会等名
      第17回日本蛋白質科学会年会ワークショップ「天然変性領域及びマルチサブユニット複合体の機能解析」
    • 招待講演
  • [学会発表] 天然変性タンパク質HIV-1 Tatの亜鉛とpHに依存した構造多様性2017

    • 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17回日本蛋白質科学会年会
  • [学会発表] 合理的設計による新規抗体精製用アフィニティーリガンドの開発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17回日本蛋白質科学会年会
  • [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: 2018-12-17  

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