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2017 年度 実施状況報告書

動的なヘテロオリゴマー形成による新規なWntシグナル伝達制御の構造基盤の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K07262
研究機関群馬大学

研究代表者

寺脇 慎一  群馬大学, 大学院理工学府, 助教 (10452533)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワードWntシグナル / DIXドメイン / X線結晶構造解析 / 蛍光共鳴エネルギー移動
研究実績の概要

本年度は、昨年度決定したAxinとCcd1のDIXドメインで形成されるヘテロオリゴマーの立体構造を元に、分子間相互作用に重要なアミノ酸残基を変異体を用いた結合実験により検証し、また、ヘテロオリゴマー中におけるAxin DIXドメインの位置変化を蛍光共鳴エネルギー移動法(FRET)によって分析して、溶液中での分子状態を検証した。プルダウンアッセイには、結晶構造中でCcd1 DIXドメインとの相互作用に関わるAxin DIXドメインのアミノ酸残基についてアラニンおよび荷電性アミノ酸残基の変異体をもちいた。結合実験の結果、Axin DIXドメインのヘテロオリゴマー形成にのみ特異的なアミノ酸残基を特定することに成功した。また、FRETによる溶液状態の分析では、Axinの位置変化に最適な距離でFRET効率が変動する色素間ペアを複数選定して、Axin DIXドメイン中のシステイン残基をマレイミド基により特異的に標識した。その結果、蛍光標識したAxin DIXドメイン間のFRETシグナルがCcd1 DIXドメインとのヘテロオリゴマー形成によって減少することを見出し、結晶構造から示唆されるヘテロオリゴマー構造の特徴と溶液中で一致することを見出した。
また、昨年度までに構造決定したゼブラフィッシュとマウスのCcd1 DIXドメインが形成するホモオリゴマーの立体構造とその結果見出したホモオリゴマー構造を均一化する変異体等についての研究結果について論文発表をおこなった。

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

当初の計画通り、前年度決定したAxin-Ccd1ヘテロオリゴマーの立体構造に基づいた変異体結合実験およびFRET分析によって、オリゴマー構造の特徴を溶液状態で分析して、構造と機能の相関を検証した。

今後の研究の推進方策

DIXドメインの分子機能についての検証を細胞レベルに拡張して解析を進める。具体的には、細胞内でのFRETによるAxinオリゴマー状態の検証とWntシグナル伝達活性への影響等を今回見出した変異体を利用して解析する。

次年度使用額が生じた理由

変異体作成およびFRET実験の検証が当初の予定通り進展したので、細胞レベルでの実験を検証することが可能になったため、必要な予算を次年度に繰り越して資金を確保したため。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Structural basis for Ccd1 auto-inhibition in the Wnt pathway through homomerization of the DIX domain2017

    • 著者名/発表者名
      Terawaki Shin-ichi、Fujita Shohei、Katsutani Takuya、Shiomi Kensuke、Keino-Masu Kazuko、Masu Masayuki、Wakamatsu Kaori、Shibata Naoki、Higuchi Yoshiki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: 7739

    • DOI

      10.1038/s41598-017-08019-5

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 活性酸素発生制御因子Nox複合体サブユニットp67phoxのTiam2結合領域の同定2017

    • 著者名/発表者名
      田村裕貴、畑隼弥、寺脇慎一、箱嶋敏雄、若松馨
    • 学会等名
      日本生化学会関東支部例会
  • [学会発表] GPCR モジュレーター spinophilin とアドレナリン受容体細胞内ループとの相互作用: NMR 情報を基にした相互作用部位の絞り込み2017

    • 著者名/発表者名
      浦野智子, 島崎安希子, 宮下祐美, 細田和男, 寺脇慎一, 若松馨
    • 学会等名
      NMR討論会
  • [学会発表] Wntシグナル伝達を制御する動的ヘテロオリゴマーのX線結晶構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      中込蒼一朗, 藤田祥平,ザムザリナ ビンティ タリブディン, 桝正幸, 樋口芳樹, 若松馨, 寺脇慎一
    • 学会等名
      日本結晶学会年会
  • [学会発表] 三量体Gタンパク質Gi1αサブユニットのGPCR非活性化型変異体に関する構造学的解析2017

    • 著者名/発表者名
      小野塚樹, 森川友仁, 河野俊之, 寺脇慎一, 若松馨
    • 学会等名
      日本結晶学会年会
  • [学会発表] GPCRの熱安定性および長期安定性の新規スルホベタイン類による向上2017

    • 著者名/発表者名
      若松馨、神山亮司、山井俊英、小森谷美歌、武田茂樹、寺脇慎一
    • 学会等名
      生命科学系学会合同年次大会

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公開日: 2021-01-27  

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