細胞外リガンドと受容体の相互作用を"見る"-そのシグナリングにおける構造的側面-

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17082004
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 高木 淳一 大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (90212000)
• 研究分担者: 岩崎 憲治 大阪大学, 蛋白質研究所, 准教授 (20342751)
• 連携研究者: 禾 晃和 大阪大学, 蛋白質研究所, 助教 (40379102) ; 安井 典久 大阪大学, 蛋白質研究所, 助教 (90467514)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2009
• キーワード: シグナル伝達 / 構造解析 / リガンド複合体

研究概要

細胞が細胞外環境を認識する際の反応について、X線結晶構造解析による原子分解能構造と、電子顕微鏡イメージングによる分子分解能解析を組み合わせて研究を行った。我々の脳を形作るのに必要なリーリンシグナルや、骨の形成やがんに関わるWntシグナル授受のしくみの理解がすすみ、ニューロン同士が連絡するシナプス結合の本当の姿や細胞同士が接着するメカニズムの詳細が明らかになり、ウイルスがイネに感染する様子をそのまま可視化することなどにも成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Structural basis for specific recognition of reelin by its receptors. (2010)
  • 著者名/発表者名: Yasui N, Nogi T, Takagi
  • 雑誌名: Structure 18 ページ: 320-331
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detection of endogenous LRP6 expressed on human cells by monoclonal antibodies specific for the native conformation. (2010)
  • 著者名/発表者名: Yasui N, Mihara E, Nampo M, Tamura-Kawakami K, Unno H, Matsumoto K, Takagi
  • 雑誌名: J. immunol. Methods 352 ページ: 153-160
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural insights into von Willebrand factor cleavage by ADAMTS13. (2009)
  • 著者名/発表者名: Akiyama, M., Takeda, S., Kokame, K., L Takagi, Miyata, T.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Production, crystallization and preliminary crystallographic analysis of the exosite-containing fragment of human von Willebrand factor-cleaving proteinase, ADAMTS 13. (2009)
  • 著者名/発表者名: Akiyama, M., Takeda, S., Kokame, K., L Takagi., Miyata, T.
  • 雑誌名: Acta Crystallographica. F65 ページ: 739-742
  • 査読あり
• [雑誌論文] Association of Rice gall dwarf virus with microtubules is necessary for viral release from cultured insect vector cells (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Wei, T. Ichiki-Uehara, N. Miyazaki, H. Hibino, K. Iwasaki, T. Omura
  • 雑誌名: J. Virol. 83(20) ページ: 10830-10835
  • 査読あり
• [雑誌論文] A self-assembled protein nanotubule with high aspect ratio (2009)
  • 著者名/発表者名: Frederico F. Miranda, Kenji Iwasaki, Satoko, Akashi, Koji Sumitomo, Mime Kobayashi, Ichiro Yamashita, Jeremy R.H. Tamae, Jonathan G. Heddle.
  • 雑誌名: Small. 5 ページ: 2077-2084
  • 査読あり
• [雑誌論文] The structure of rat liver vault at 3. 5 angstrom resolution, H. Tanaka, K. Kato, E. Yamashita (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Tanaka, K. Kato, E. Yamashita, T. Sumizawa, Y. Zhou, M. Yao K. Iwasaki, M. Yoshimura, T. Tsukihara
  • 雑誌名: Science 323 ページ: 384-388
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular basis of the recognition of nephronectin by integrin alpha8betal. (2009)
  • 著者名/発表者名: Sato, Y., Uemura, T., Morimitsu, K., Sato-Nishiuchi, R., Manabe, R., Takagi, J., Yamada, M., Sekiguchi, K.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 284 ページ: 14524-14536
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure of F-spondin reeler domain reveals a unique β-sandwich fold with a deformable disulfide-bonded loop. (2008)
  • 著者名/発表者名: Nagae, M., Nishikawa, K., Yasui, N., Yamasaki, M., Nogi, T., Takagi, J.
  • 雑誌名: Acta Crystallographica D64 ページ: 1138-1145
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel affinity tag system using structurally defined antibody-tag interaction: Application to single-step protein purification. (2008)
  • 著者名/発表者名: Nogi, T., Sangawa, T., Tabata, S., Nagae, M., Tamura-Kawakami, K., Beppu, A., Hattori, M., Yasui, N., Takagi, J.
  • 雑誌名: Protein Sci. 17 ページ: 2120-2126
  • 査読あり
• [雑誌論文] A murine monoclonal antibody that binds N-terminal extracellular segment of human protease activated receptor-4. (2008)
  • 著者名/発表者名: Sangawa, T., Nogi, T., Takagi, J.
  • 雑誌名: Hybridoma 27(5) ページ: 331-335
  • 査読あり
• [雑誌論文] Key interactions in ectodomain of integrin for global conformational change detected by elastic network normal mode analysis. (2008)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Matsumoto, Tetsuji Kamata, Junichi Takagi, Kenji Iwasaki, Kei Yura.
  • 雑誌名: Biophys. J. 95(6) ページ: 2895-2908
  • 査読あり
• [雑誌論文] Milk fat globule EGF factor 8 in the serum of human patients of systemic lupus erythematosus. (2008)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, H., Takagi, J., Miyamae, T., Yokota, S., Fujimoto, T., Nakamura, S., Ohshima, S., Naka, T., Nagata, S.
  • 雑誌名: J. Leukocyte Biol. 83 ページ: 1300-1307
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis for ligand recognition by integrins. (2007)
  • 著者名/発表者名: Takagi, J.
  • 雑誌名: Curr. Opin. Cell Biol. 19 ページ: 557-564
• [雑誌論文] receptor-binding reelin fragment and mutational analysis reveal a recognition mechanism similar to endocytic receptors. (2007)
  • 著者名/発表者名: Yasui, N., Nogi, T., Kitao, T., Nakano, Y., Hattori, M., Takagi, J.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104 ページ: 9988-9993
  • 査読あり
• [雑誌論文] The RGD motif in fibronectin is essential for mouse development but dispensable for fibronectin fibril assembly. (2007)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, S., Leiss, M., Moser, M., Ohashi, T., Kitao, T., Heckmann, D., Pfeifer, A., Kessler, H., Takagi, T., Erickson, H.P., Fassler, R.
  • 雑誌名: J. Cell Biol. 178 ページ: 167-178
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensional architecture of virus-packed tubule. (2007)
  • 著者名/発表者名: Katayama, S., Wei, T., Omura, T., Takagi., Iwasaki, K.
  • 雑誌名: J. Electron Microsc. 56 ページ: 77-81
  • 査読あり
• [雑誌論文] Semaphorin 7A initiates T cell-mediated inflammatory responses through a1131 integrin. (2007)
  • 著者名/発表者名: Suzuki K., Okuno, T., Yamamoto, M., Pasterkamp, R.J., Takegahara, N., Kitao, T., Takagi, J., Rennert, P.D., Kolodkin, A.L., Kumanogoh, A., Kikutani, H.
  • 雑誌名: Nature 446 ページ: 680-684
  • 査読あり
• [雑誌論文] aVr36 is a novel receptor for human fibrillin-1: comparative studies of molecular determinants underlying integrin-RGD affinity and specificity. (2007)
  • 著者名/発表者名: Jovanovic J, Takagi J, Choulier L, Abrescia NG, Stuart DI, van der Merwe PA, Mardon HJ, Handford PA
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 282 ページ: 6743-6751
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure of a signaling-competent reelin fragment revealed by X-ray crystallography and electron tomography. (2006)
  • 著者名/発表者名: Nogi, T., Yasui, N., Hattori, M., Iwasaki, K., Takagi, J.
  • 雑誌名: EMBO J. 25 ページ: 3675-3683
  • 査読あり
• [雑誌論文] モジュラータンパク質の構造解析:受容体構造生物学における中心課題 (2006)
  • 著者名/発表者名: 高木淳一
  • 雑誌名: 日本結晶学会誌 48 ページ: 411-417
• [雑誌論文] Disrupting integrin transmembrane domain heterodimerization increases ligand binding affinity, not valency or clustering. (2005)
  • 著者名/発表者名: Luo, B.H., Carman, C.V., Takagi, J., Springer, T.A.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 102 ページ: 3679-3684
  • 査読あり
• [雑誌論文] Potentiation of the ligand-binding activity of integrin alpha3 betal via association with tetraspanin CD151. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nishiuchi, R., Sanzen, N., Nada, S., Sumida, Y., Wada, Y., Okada, M., Takagi, J., Hasegawa, H., Sekiguchi, K.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 102 ページ: 1939-1944
  • 査読あり
• [雑誌論文] 電子顕微鏡を用いた蛋白質の高次構造解析が開く世界-インテグリンレセプターの構造解析を中心として- (2005)
  • 著者名/発表者名: 岩崎憲治、高木淳一
  • 雑誌名: 生化学 77 ページ: 400-410
• [学会発表] 神経シナプスの形成を制御するニューレキシン・ニューロリギン複合体の結晶構造 (2010)
  • 著者名/発表者名: 禾晃和
  • 学会等名: 第23回日本放射光学会年会放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 姫路
  • 年月日: 2010-01-08
• [学会発表] EM imaging of Rice Dwarf Virus (2010)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki, K.
  • 学会等名: China-Japan 3D-EM Forum
  • 発表場所: Beijing(中国)
  • 年月日: 2010-01-05
• [学会発表] シナプス間接着分子Neuroligin/Neurexin複合体の構造から見えるシナプス間隙の真の姿 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高木淳一
  • 学会等名: 第5回プロテオミクス・構造生物学講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-11-22
• [学会発表] リーリン会合体の構造的基盤とその機能的意義 (2009)
  • 著者名/発表者名: 安井典久
  • 学会等名: 第82回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2009-10-24
• [学会発表] Dissection of the molecular architecture of higher-order assembly of the full-length reelin (2009)
  • 著者名/発表者名: Yasui, N.
  • 学会等名: 23rd Symposium of The Protein Society
  • 発表場所: Boston(USA)
  • 年月日: 2009-07-28
• [学会発表] Crystal structure of synaptic adhesion complex; insights into the molecular assembly at the synaptic membrane (2009)
  • 著者名/発表者名: Takagi, J.
  • 学会等名: 23rd Symposium of The Protein Society
  • 発表場所: Boston(USA)
  • 年月日: 2009-07-27
• [学会発表] Electron microscopy study of platelet and integrin using new methods (2009)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki, K.
  • 学会等名: 第32回日本血栓止血学会学術集会
  • 発表場所: 小倉
  • 年月日: 2009-06-04
• [学会発表] CEMOVISの評価とクライオ電子線トモグラフィー (2009)
  • 著者名/発表者名: 岩崎憲治
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第65回学術講演会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2009-05-27
• [学会発表] 全長リーリンの精製法の確立とリーリン会合体の構造化学的基盤の解明 (2009)
  • 著者名/発表者名: 安井典久
  • 学会等名: 第9回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2009-05-22
• [学会発表] クライオ電子顕微鏡法を用いた活性化血小板の分子分解能構造解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 片山寿美枝
  • 学会等名: 第81回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-12-10
• [学会発表] Cryo-Electron Tomography for Single Particles (2008)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki, K.
  • 学会等名: 9th Asia-Pacific Microscopy Conference
  • 発表場所: Jeju (Korea)
  • 年月日: 2008-11-02
• [学会発表] Crystal structure ofsynaptic adhesion protein neurexin and neuroligin (2008)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, H.
  • 学会等名: XXI Congress of the International Union of Crystallography
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 2008-08-23
• [学会発表] Structural basis for recognition of reelin by its neuronal receptor (2008)
  • 著者名/発表者名: Yasui, N.
  • 学会等名: 22nd Annual Symposium of The Protein Society
  • 発表場所: San Diego (USA)
  • 年月日: 2008-07-29
• [学会発表] リーリン工受容体複合体の結晶構造解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 安井典久
  • 学会等名: 第8回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-06-10
• [学会発表] F-spondinリーラードメインのX線結晶構造解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 長江雅倫
  • 学会等名: 第8回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-06-10
• [学会発表] 脳の層構造形成を司る細胞外因子リーリンの結品構造と受容体による認識機構 (2007)
  • 著者名/発表者名: 高木淳一
  • 学会等名: 日本分子生物学会・日本生化学会合同シンポジウム(BMB2007)
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-12-15
• [学会発表] シナプス間接着タンパク質αニューレキシンの細胞外ドメインの構造解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 田中宏樹
  • 学会等名: 日本結晶学会2007年度年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2007-12-02
• [学会発表] Challenges in structural analysis of extracellular protein complexes (2007)
  • 著者名/発表者名: Takagi.
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Diffraction Structural Biology 2007
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2007-09-11
• [学会発表] Crystal Structure of a Signaling- competent Reelin Fragment (2007)
  • 著者名/発表者名: Nogi, T.
  • 学会等名: The 2007 Meeting of the American Crystallographic Association
  • 発表場所: Salt Lake City(USA)
  • 年月日: 2007-07-25
• [学会発表] 受容体によるリーリン認識の構造的基盤 (2007)
  • 著者名/発表者名: 安井典久
  • 学会等名: 第7回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2007-05-25
• [図書] インテグリン、「ますます重要になる細胞周辺環境(細胞ニッチ)の最新科学技術」(田畑泰彦編) (2009)
  • 著者名/発表者名: 高木淳一
  • 総ページ数: 251-256
  • 出版者: ディカルドゥ
• [図書] Reelin Glycoprotein, biology, structure and roles in health and disease (2008)
  • 著者名/発表者名: Takagi, J.
  • 総ページ数: 1-444
  • 出版者: Springer
• [図書] ポストゲノム時代のタンパク質科学-構造・機能・ゲノミクス- (Arthur M. Lesk原著) (2007)
  • 著者名/発表者名: 高木淳一
  • 総ページ数: 1-328
  • 出版者: 化学同人
• [図書] 再生医療のための細胞生物学(関口清俊編) (2007)
  • 著者名/発表者名: 高木淳一
  • 総ページ数: 26-48
  • 出版者: コロナ社
• [備考]
  • URL: http://www.protein.osaka-u.ac.jp/rcsfp/synthesis/index.html
• [産業財産権] プロテアーゼ認識配列を有するタグペプチドおよびその利用 (2009)
  • 発明者名: 高木淳一
  • 権利者名: 国立大学法人大阪大学
  • 産業財産権番号: 特許・特願2009-103925
  • 出願年月日: 2009-04-22
• [産業財産権] タグペプチド及びその利用 (2008)
  • 発明者名: 高木淳一
  • 権利者名: 国立大学法人大阪大学
  • 産業財産権番号: 特許・PCT/JP2008/073069
  • 出願年月日: 2008-12-18
  • 外国
• [産業財産権] タグペプチドが結合した融合タンパク質、タグペプチドに対する抗体及びこれらを用いるタンパク質の精製方法 (2008)
  • 発明者名: 高木淳一
  • 権利者名: 国立大学法人大阪大学
  • 産業財産権番号: 特許・特願2008-020804
  • 出願年月日: 2008-01-31