タンパク質タグの付加による細胞内タンパク質の局在・機能変換の構造学的研究

2005 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17028046
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 杤尾 豪人 横浜市立大学, 大学院国際総合科学研究科, 助手 (70336593)
• 研究分担者: 白川 昌宏 京都大学, 工学研究科, 教授 (00202119)
• キーワード: ユビキチン / SUMO / タンパク質タグ / NMR / 構造生物学

研究概要

1)ユビキチン-UBA相互作用様式の解析
ユビキチン結合モチーフの一つであるUBA(ubiquitin associated)ドメインとユビキチンの複合体の溶液中での構造をNMR法によって決定した。これにより、ユビキチン-UBA間の相互作用様式を原子分解能で解明した。これらの成果を論文発表した(Structure,2005)。
2)ユビキチン-VHSドメイン相互作用様式の解析
STAM2のVHSドメインは、近年、ユビキチンに結合することが示された。ユビキチンのNMRシグナルを観測しつつ溶液NMRを用いた滴定実験を行ない、ユビキチンのVHSとの相互作用表面がUIMとの相互作用面とほぼ共通であることを明らかにした。また、^<13>C,^<15>N二重標識したVHSドメインを調製し、三重共鳴NMRを測定し、主鎖原子核(アミド^1H,アミド^<15>N,^<13>Cα,^<13>Cβ)の化学シフト帰属を行なった。次に、VHSのNMRシグナルを見ながら、上記と同様のNMR滴定実験を行ない、主鎖帰属を基に、VHS側のユビキチンとの相互作用残基も同定した。
3)SUMOによるSUMO化タンパク質の機能・構造変換
SUMO-1化されたTDG(Thymine DNA glycosylase)の結晶構造を決定し、論文発表した(Nature,2005)。この構造により、SUMO-1化されたTDGがDNA結合活性を失う分子機構を説明できた。また、SUMO-3化されたTDGの結晶構造も決定し、論文化した(J.Mol.Biol., accepted)。

研究成果

• [雑誌論文] Structural characterization of the MIT domain from human Vps4b. (2005)
  • 著者名/発表者名: Takasu, H., Jee, J.G., Ohno, A., Goda, N., Fujiwara, K., Tochio, H., Shirakawa, M., Hiroaki, H.
  • 雑誌名: Blochem Biophys Res Commun 334 ページ: 460-465
• [雑誌論文] Structure of the UBA domain of Dsk2p in complex with ubiquitin molecular determinants for ubiquitin recognition. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ohno, A., Jee, J., Fujiwara, K., Tenno, T., Goda, N., Tochio, H., Kobayashi, H., Hiroaki, H., Shirakawa, M.
  • 雑誌名: Structure 13 ページ: 521-532
• [雑誌論文] Molecular mechanism of a temperature-sensitive phenotype in peroxisomal biogenesis disorder. (2005)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, K., Kato, Z., Nagase, T., Shimozawa, N., Kuwata, K., Omoya, K., Li, A., Matsukuma, E., Yamamoto, Y., Ohnishi, H., Tochio, H., Shirakawa, M., Suzuki, Y., Wanders, R.J., Kondo, N.
  • 雑誌名: Pediatr Res 58 ページ: 263-269
• [雑誌論文] Crystal structure of thymine DNA glycosylase conjugated to SUMO-1. (2005)
  • 著者名/発表者名: Baba, D., Maita, N., Jee, J.G., Uchimura, Y., Saitoh, H., Sugasawa, K., Hanaoka, F., Tochio, H., Hiroaki, H., Shirakawa, M.
  • 雑誌名: Nature 435 ページ: 979-982
• [雑誌論文] Plc1p, Arg82p, and Kcs1p, enzymes involved in inositol pyrophosphate synthesis, are essential for phosphate regulation and polyphosphate accumulation in Saccharomyces cerevisiae. (2005)
  • 著者名/発表者名: Auesukaree, C., Tochio, H., Shirakawa, M., Kaneko, Y., Harashima, S.
  • 雑誌名: J Biol Chem 280 ページ: 25127-25133