SUMO化によるたんぱく質の機能変換の構造的基盤

2007 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18370040
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 白川 昌宏 京都大学, 工学研究科, 教授 (00202119)
• キーワード: SUMO / 立体構造 / NMR / X線結晶構造

研究概要

本研究はSUMO(Small Ubiquitin-like Modifier)化によるたんぱく質の機能変換・制御を構造学的に明らかにする事を目的とした。
平成18年度は、heat shock factor (HSF)2のSUMO化によるDNA結合活性の抑制効果について検討した。精製したタンパク質を使ったゲルシフトアッセイによって、HSF2のDNA結合ドメインと全長タンパク質は、DNA結合ドメイン内でのSUMO-1化によってDNA結合が減弱する事が示された。SUMO-1化されたHSF2 DNA結合ドメインのNMR解析から、SUMO-1とHSF2 DNA結合ドメインの間には安定な非共有結合は存在しない事、SUMO化によってHSF2 DNA結合ドメインには大きな立体構造変化は起こらないことを示唆する結果を得た。さらにスピンラベルを導入したSUMO-1化HSF2 DNA結合ドメインを用いた電子-電子共鳴(DEER)スペクトルやparamagnetic relaxation effect (PRE)を利用したNMR実験から、SUMO-1のDNA結合ドメインとの相対的な位置分布を検討した。さらにHSF2 DNA結合ドメインのDNA結合のモデリングを行い、SUMO化によるHSF2のDNA結合活性の抑制機構を考察した。
またメチル化DNA結合タンパク質MBD1に結合するMCAF1の持つSUMO-interacting motif (SIM)に関する研究を行った。平成18年度までにMCAF1のSIMを含むペプチドとSUMO-3複合体の溶液中での立体構造をNMRにより決定していた。平成19年度はMCAF1 SIMペプチドとSUMO-3の変異体を使った相互作用における等温カロリメトリー(ITC)実験により、MCAF1 SIMの酸性残基クラスターの役割を検討した。

研究成果

• [雑誌論文] Kinetic and Thermodynamic evidence for flipping of a methyl-CpG binding domain on methylated DNA. (2008)
  • 著者名/発表者名: Inomata, K., Ohki, I., Tochio, H., Fujiwara, K., Hiroaki, H., Shirakawa, M.
  • 雑誌名: Biochemistry 47 ページ: 3266-3271
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Paramagnetic Relaxation-Based 19F MRI Probe to Detect Protease Activity. (2008)
  • 著者名/発表者名: Mizukami, S., Takikawa, R., Sugihara, F., Hori, Y., Tochio, H., Waelchli, M., Shirakawa, M., Kikuchi, K.
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 130 ページ: 794-795
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural Analysis of Pituitary Adenylate Cyclase-Activating polypeptides Bound to Phospholipid embranes by Magic Angle Spinning Solid-State NMR. (2007)
  • 著者名/発表者名: Komi, N., Okawa, K., Tateishi, Y., Shirakawa, M., Fujiwara, T., Akutsu, H.
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta-Biomembranes
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluoroscopic assessment of protein leakage during Xenopusoocytes in-cell NMR experiment by co-in jected EGFP. (2007)
  • 著者名/発表者名: Sakai, T., Tochio, H., Inomata, K., Sasaki, Y., Tenno, T., Tanaka, T., Kokubo, T., Hiroaki, H., Shirakawa, M.
  • 雑誌名: Analytical Biochemistry 371 ページ: 247-249
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of the sequence specificity of the RlBm endonuclease domain by structural and biochemical studies. (2007)
  • 著者名/発表者名: Maita, N., Aoyagi, H., Osanai, M., Shirakawa, M., Fujiwara, H.,
  • 雑誌名: Nucleic Acid Research 35 ページ: 3918-3927
  • 査読あり