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2019 年度 実績報告書

Wntリガンド-受容体相互作用の構造メカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 17H01420
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)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードWntシグナル / X線結晶構造解析 / 受容体 / 蛋白質間相互作用
研究実績の概要

本研究は、細胞外のWntリガンドが膜受容体に認識され、その情報が細胞膜を横切って伝達されて細胞の挙動を左右する引き金を引くメカニズムを原子分解能の立体構造レベルで明らかにすることを目指し、4つの業務項目に従って研究を進めてきたが、昨年度に得られた結果を踏まえ、2つについては終了とし、残る以下の2項目について実施した。
(項目1)ほ乳類Wnt特異的バインダーの取得とそれらの機能解析:東京大学の菅裕明教授が開発した特殊環状ペプチドスクリーニング法「RaPIDシステム」を応用し、マウスWnt3aに対する環状ペプチドバインダーを合計13種単離することが出来た。これらペプチドのうち一つ(PD04)はWntシグナル伝達阻害活性を持つことが明らかになり、このペプチドの配列の一部をランダム化したライブラリーを用いて改変をおこない、親和性が5倍程度上昇した変異体(PD04r1)を得ることに成功した。この一連の結果を論文投稿し、年度内に受理されて発表することが出来た。
(項目2)Wnt-Fz CRD-2者、およびWnt-Fz-LRP6ec3者複合体(細胞外装置)の構造解析: Wnt-Fz CRD2者複合体の結晶構造(哺乳類Wntの立体構造解析としては世界初)を達成し、この成果をNature Struct Mol Biol誌に発表することができた。3者複合体については、2者複合体の立体構造をヒントにLRP6に結合するWnt3上の領域を予想し、その領域に相当する合成ペプチドを作製して上記の2者複合体結晶へのペプチドソーキングによって3者複合体結晶化を目指した。結晶化と回折データの取得まで果たしたが、残念ながら得られた構造中にはLRP6ペプチドの電子密度は観測されなかった。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2020 2019 2017

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 7件) 産業財産権 (4件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] The constitutive high affinity Met binding site in the kringle domain is dispensable for the signaling activity of hepatocyte growth factor.2020

    • 著者名/発表者名
      Umitsu M, Sakai K, Tamura-Kawakami K, Matsumoto K, Takagi J.
    • 雑誌名

      JOURNAL OF BIOCHEMISTRY

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1093/jb/mvaa006

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ラミニン3量体の立体構造解析とインテグリンとの相互作用2019

    • 著者名/発表者名
      瀧沢 士、有森貴夫、谿口征雅、高木淳一、関口清俊
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 59(2) ページ: 91-93

    • DOI

      doi:10.2142/biophys/59.091

  • [雑誌論文] Advances in domain and subunit localization technology for electron microscopy.2019

    • 著者名/発表者名
      Brown ZP, Takagi J
    • 雑誌名

      Biophysical reviews

      巻: 11(2) ページ: 149-155

    • DOI

      10.1007/s12551-019-00513-6

    • 国際共著
  • [雑誌論文] Structural Basis of Sarco/Endoplasmic Reticulum Ca<sup>2+</sup>-ATPase 2b Regulation via Transmembrane Helix Interplay.2019

    • 著者名/発表者名
      Inoue M, Sakuta N, Watanabe S, Zhang Y, Yoshikaie K, Tanaka Y, Ushioda R, Kato Y, Takagi J, Tsukazaki T, Nagata K, Inaba K
    • 雑誌名

      Cell reports

      巻: 27(4) ページ: 1221-1230

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2019.03.106

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural basis for oligomerization of the prokaryotic peptide transporter PepTSo22019

    • 著者名/発表者名
      Reina Nagamura, Masahiro Fukuda, Akihiro Kawamoto, Kyoko Matoba, Naoshi Dohmae, Ryuichiro Ishitani, Junichi Takagi, Osamu Nureki
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica Section F: Structural Biology Communications

      巻: 75(5) ページ: 348-358

    • DOI

      /10.1107/S2053230X19003546

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Crystal structure of a mammalian Wnt-frizzled complex.2019

    • 著者名/発表者名
      Hirai H, Matoba K, Mihara E, Arimori T, Takagi J
    • 雑誌名

      Nature structural & molecular biology

      巻: 26(5) ページ: 372-379

    • DOI

      10.1038/s41594-019-0216-z

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Macrocyclic peptide-based inhibition and imaging of hepatocyte growth factor.2019

    • 著者名/発表者名
      Sakai K, Passioura T, Sato H, Ito K, Furuhashi H, Umitsu M, Takagi J, Kato Y, Mukai H, Warashina S, Zouda M, Watanabe Y, Yano S, Shibata M, Suga H, Matsumoto K
    • 雑誌名

      Nature chemical biology

      巻: 15(6) ページ: 598-606

    • DOI

      10.1038/s41589-019-0285-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distinct Localization of Mature HGF from its Precursor Form in Developing and Repairing the Stomach.2019

    • 著者名/発表者名
      Jangphattananont N, Sato H, Imamura R, Sakai K, Terakado Y, Murakami K, Barker N, Oshima H, Oshima M, Takagi J, Kato Y, Yano S, Matsumoto K
    • 雑誌名

      International journal of molecular sciences

      巻: 20(12) ページ: -

    • DOI

      10.3390/ijms20122955

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Impaired ligand-dependent MET activation caused by an extracellular SEMA domain missense mutation in lung cancer.2019

    • 著者名/発表者名
      Miao W, Sakai K, Sato H, Imamura R, Jangphattananont N, Takagi J, Nishita M, Minami Y, Matsumoto K
    • 雑誌名

      Cancer science

      巻: 110(10) ページ: 3340-3349

    • DOI

      10.1111/cas.14142

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Structural Mechanism of Laminin Recognition by Integrins2019

    • 著者名/発表者名
      高木 淳一
    • 学会等名
      Gordon Research Conference 2019 -Fibronectin, Integrins and Related Molecules-
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Crystal structure of human Wnt3 reveals its signaling mechanism on cell surface2019

    • 著者名/発表者名
      高木 淳一
    • 学会等名
      Seminar at Universita Cattolica del Sacro Cuore
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] LassoGraft Technology による新規バイオ医薬品モダリティの創成2019

    • 著者名/発表者名
      高木 淳一
    • 学会等名
      第5回蛋白質工学研究会ワークショップ『産業展開と構造生物学』
    • 招待講演
  • [学会発表] Crystal structure of human Wnt3 in complex with mouse Frizzled 82019

    • 著者名/発表者名
      高木 淳一、平井秀憲、的場京子、有森貴夫、三原恵美子
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会 第71回日本細胞生物学会大会合同年次大会 Joint Symposium “New perspectives on Wnt signaling, unveiled by structural and cell biology”
    • 招待講演
  • [学会発表] 抗MAPタグ抗体の結晶構造とMAPタグシステムの新たな応用法2019

    • 著者名/発表者名
      有森貴夫,若狭彩美,金子美華,加藤幸成,高木淳一
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会 第71回日本細胞生物学会大会合同年次大会
  • [学会発表] Screening of compounds modulating the expression profile of Alzheimer's rist factor, SORL12019

    • 著者名/発表者名
      Yu Kitago, Lavoisier Ramos-Espiritu, Rui Wu, Rebecca Cox, J Fraser Glickman, Greg A Petsko, Junichi Takagi
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会 第71回日本細胞生物学会大会合同年次大会
  • [学会発表] ダイナミックな運動性をもつマルチドメイン蛋白質HGFの高難度結晶化の試み2019

    • 著者名/発表者名
      中村希、岩佐奈実、川上紗代子、有森貴夫、酒井克也、松本邦夫、高木淳一
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会 第71回日本細胞生物学会大会合同年次大会
  • [学会発表] Redesigning the small antibody fragment “Fv-clasp” by using heterodimeric SARAH domains2019

    • 著者名/発表者名
      Mercy Egrina Adiniko, Takao Arimori, Junichi Takagi
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会 第71回日本細胞生物学会大会合同年次大会
  • [学会発表] 理学研究者が行うタンパク質工学~アカデミアが目指すべき技術開発とは?2019

    • 著者名/発表者名
      高木 淳一
    • 学会等名
      2019年度生物工学若手研究者の集い 夏のセミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] X線とクライオ電顕で迫るラミニン結合性インテグリンα6β1の構造2019

    • 著者名/発表者名
      高木 淳一
    • 学会等名
      第二回構造生命科学研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] LassoGraft Technologyによる新規バイオ医薬品モダリティの創成2019

    • 著者名/発表者名
      高木 淳一
    • 学会等名
      第92回日本生化学会大会シンポジウム「日本発新バイオ医薬品イノベーションを目指す最先端創薬」
    • 招待講演
  • [産業財産権] 歯の再生治療のためのUSAG-1を標的分子とした中和抗体2019

    • 発明者名
      高橋克、菅井学、時田義人、高木淳一、三原恵美子
    • 権利者名
      高橋克、菅井学、時田義人、高木淳一、三原恵美子
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2019-130153
  • [産業財産権] プレキシンの結合調節剤2017

    • 発明者名
      菅裕明、バシルディン ナセル、高木淳一、松永幸子
    • 権利者名
      菅裕明、バシルディン ナセル、高木淳一、松永幸子
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特許第6656661号
  • [産業財産権] 環状ペプチドをタンパク質構造に提示させる超汎用法2017

    • 発明者名
      菅裕明、高木淳一
    • 権利者名
      菅裕明、高木淳一
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      06598344
  • [産業財産権] Fragment Antibody and Method for Crystallizing Protein using Fragment Antibody2017

    • 発明者名
      Junichi Takagi
    • 権利者名
      Junichi Takagi
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      10,513,562
    • 外国

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公開日: 2021-01-27  

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