ヘムによる天然変性タンパク質Ｂａｃｈ２の調節と生理学的意義

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16J40189
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 松井 美紀 東北大学, 医学系研究科, 特別研究員(RPD)
• 研究期間 (年度): 2016-04-22 – 2019-03-31
• キーワード: ヘム

研究実績の概要

ヘムは、生命活動にとって必須の補欠分子族である。転写抑制因子Bach2 は免疫細胞で多く発現し、分化および増殖に関与する。これまでの成果として、ヘムがBach2と直接結合し、成熟B細胞から形質細胞への分化を促進することを示し、液性免疫応答を制御することを報告している。また、Bach2が「天然変性タンパク質」であることを示し、複数のヘムがBach2の天然変性領域に結合し、Bach2の構造状態を変化させることがBach2の機能制御に重要である可能性を見いだした。質量分析法を用いた解析により、ヘム依存的にBach2と直接結合するリン酸化酵素を同定した。本研究では、ヘムがBach2とリン酸化酵素TBK1の結合能を調節し、Bach2の構造状態を誘導することを示し、更にその生理的意義を明らかにすることを目的とする。これまでに申請者は、Bach2の天然変性領域と直接結合する因子として、リン酸化酵素TBK1を同定している。前年度までに、申請者はTBK1によるBach2のリン酸化変化について、MALDI-TOF-MSを用いて検討した。更に、Bach2がTBK1の遺伝子発現を直接制御していることを示した。本年度は、ヘムによるTBK1によるBach2のリン酸化サイトの調節機構を明らかにすることで、ヘムによるBach2の天然変性領域の構造状態の変化が、TBK1によるリン酸化を調節することを明らかにする。本年度は以下の項目を中心に検討を行った。①質量分析法を用いたヘム存在化におけるTBK1によるBach2のリン酸化サイトの検討、②免疫染色法によるTBK1阻害剤を用いたBach2タンパク質細胞内局在への検討

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Biophysical characterization of heme binding to the intrinsically disordered region of Bach1 (2019)
  • 著者名/発表者名: Kei Segawa, Miki Watanabe-Matsui, Kengo Tsuda, Toshitaka Matsui, Mikiko Shirouzu, Kazuhiko Igarashi, Kazutaka Murayama
  • 雑誌名: European Biophysics Journal 巻: 48 ページ: p1-9
  • DOI: 10.1007/s00249-019-01364-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional heme binding to the intrinsically disordered C-terminal region of Bach1, a transcriptional repressor (2019)
  • 著者名/発表者名: Kei Segawa, Miki Watanabe-Matsui, Toshitaka Matsui, Kazuhiko Igarashi, Kazutaka Murayama
  • 雑誌名: The Tohoku Journal of Experimental Medicine 巻: 247 ページ: 153-159
  • DOI: 10.1620/tjem.247.153
  • 査読あり
• [雑誌論文] Infection perturbs Bach2-and Bach1-dependent erythroid lineage ’choice‘ to cause anemia (2018)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Kato, Ari Itoh-Nakadai, Mitsuyo Matsumoto, Yusho Ishii, Miki Watanabe-Matsui, Masatoshi Ikeda, Risa Ebina-Shibuya, Yuki Sato, Masahiro Kobayashi, Hironari Nishizawa, Katsushi Suzuki, Akihiko Muto, Tohru Fujiwara, Yasuhito Nannya, Luca Malcovati, Mario Cazzola, Seishi Ogawa, Hideo Harigae, Kazuhiko Igarashi
  • 雑誌名: Nature Immunology 巻: 19 ページ: p1059-1070
  • DOI: 10.1038/s41590-018-0202-3
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 形質細胞分化におけるヘムシグナルと天然変性タンパク質Bach2 (2018)
  • 著者名/発表者名: 松井（渡部）美紀
  • 学会等名: 第91回日本生化学会大会、シンポジウム「生体金属のMagical Powerとその研究最前線」
  • 招待講演