天然変性タンパク質の動的構造と機能制御機構の解明

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20227009
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 西村 善文 横浜市立大学, 大学院・生命ナノシステム科学研究科, 教授 (70107390)
• 研究分担者: 明石 知子 横浜市立大学, 大学院・生命ナノシステム科学研究科, 准教授 (10280728) ; 長土居 有隆 横浜市立大学, 大学院・生命ナノシステム科学研究科, 助教 (50336591)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2012
• キーワード: NMR / 転写因子 / クロマチン / 動的構造 / 天然変性状態

研究概要

ヘテロクロマチン形成因子のChp1とSwi6のクロモドメインの溶液中の構造をNMRで解析した。Chp1のクロモドメインのN末の天然変性領域はヒストンH3の9番目のリシンのメチル化体と複合体を形成してヘリックスを誘導し、その部位がセントロメアのncRNAと相互作用をすることを見出した。 またヒストンH2A/H2Bへテロ2量体を含むヒストン多量体について天然変性状態のヒストンテイル構造についてMSとMDで解析し、更にヒストンH2A/H2Bへテロ2量体の単独の溶液構造とヒストンシャペロンNAP1のC末の天然変性状態の酸性ドメインとの相互作用構造をNMRで解析した。

研究成果

• [雑誌論文] Gas-phase structure of the histone multimers characterized by ion mobility mass spectrometry and molecular dynamics simulation (2013)
  • 著者名/発表者名: Saikusa K, Fuchigami S, Takahashi K, Asano Y, Nagadoi A, Tachiwana H, Kurumizaka H, Ikeguchi M, Nishimura Y, Akashi S
  • 雑誌名: Anal Chem 巻: 85 ページ: 4165-4171
  • DOI: DOI:10.1021/ac400395j
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterisation of an intrinsically disordered protein complex of Swi5-Sfr1 by ion mobility mass spectrometry and small-angle X-ray scattering (2013)
  • 著者名/発表者名: Saikusa K, Kuwabara N, Kokabu Y, Inoue Y, Sato M, Iwasaki H, Shimizu T, Ikeguchi M, Akashi S
  • 雑誌名: Analys 巻: 138 ページ: 1441-14499
  • DOI: DOI:10.1039/c2an35878f
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structures of penicillin-binding protein 3 (PBP3) from methicillin-resistant Staphylococcus aureus in the apo and cefotaxime-bound forms (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshida H, Kawai F, Obayashi E, Akashi S, Roper DI, Tame JR, Park SY
  • 雑誌名: J Mol Biol 巻: 423 ページ: 351-364
  • DOI: DOI:10.1016/j.jmb.2012.07.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intrinsic Nucleic Acid-Binding activity of Chp1 Chromodomain Is Required for Heterochromatic Gene Silencing (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishida M, Shimojo H, Hayashi A, Kawaguchi R, Ohtani Y, Uegaki K, Nishimura Y, Nakayama J
  • 雑誌名: Mol Cell 巻: 47 ページ: 228-241
  • DOI: DOI:10.1016/j.molcel.2012.05.017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functions of homo- and hetero-oligomers of human Nucleoplasmin/Nucleophosmin family proteins NPM1, NPM2, and NPM3 during sperm chromatin remodeling (2012)
  • 著者名/発表者名: Okuwaki M, Sumi A, Hisaoka M, Saotome-Nakamura A, Akashi S, Nishimura Y, Nagata K
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 40 ページ: 4861-4878
  • DOI: DOI:10.1093/nar/gks162
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact of limited oxidation on protein ion mobility and structure of importance to footprinting by radical probe mass spectrometry (2012)
  • 著者名/発表者名: Downard KM, Maleknia SD, Akashi S
  • 雑誌名: Rapid Commun Mass Spectrom 巻: 26 ページ: 226-230
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural and biochemical analyses of the human PAD4 variant encoded by a functional haplotype gene (2011)
  • 著者名/発表者名: Horikoshi N, Tachiwana H, Saito K, Osakabe A, Sato M, Yamada M, Akashi S, Nishimura Y, Kagawa W, Kurumizaka H
  • 雑誌名: Acta Crystallogr D Biol Crystallog 巻: 67 ページ: 112-118
  • DOI: DOI:10.1107/S0907444910051711
  • 査読あり
• [雑誌論文] Free-energy Landscape for Coupled Folding and Binding of an Intrinsically Disordered Protein in Explicit Solvent from Detailed All-atom Computations (2011)
  • 著者名/発表者名: Higo J, Nishimura Y, Nakamura H
  • 雑誌名: J Am Chem Soc 巻: 133 ページ: 10448-10458
  • DOI: DOI:10.1021/ja110338e
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fission yeast Swi5-Sfr1 protein complex, an activator of Rad51 recombinase, forms an extremely elongated dogleg-shaped structure (2011)
  • 著者名/発表者名: Kokabu Y, Murayama Y, Kuwabara N, Oroguchi T, Hashimoto H, Tsutsui Y, Nozaki N, Akashi S, Unzai S, Shimizu T, Iwasaki H, Sato M, Ikeguchi M
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 286 ページ: 43569-43576
  • DOI: DOI:10.1074/jbc.M111.303339
  • 査読あり
• [雑誌論文] Homology-modelled structure of the βB2B3-crystallin heterodimer studied by ion mobility and radical probe MS (2011)
  • 著者名/発表者名: Downard KM, Kokabu Y, Ikeguchi M, Akashi S
  • 雑誌名: FEBS J 巻: 278 ページ: 4044-4054
  • DOI: DOI:10.1111/j.1742-4658
  • 査読あり
• [雑誌論文] バンド生物学とインパクトファクター (2011)
  • 著者名/発表者名: 西村善文
  • 雑誌名: 生化学 巻: 83 ページ: 809
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deimination stabilizes histone H2A/H2B dimers as revealed by electrospray ionization mass spectrometry (2010)
  • 著者名/発表者名: Shimoyama S, Nagadoi A, Tachiwana H, Yamada M, Sato M, Kurumizaka H, Nishimura Y, Akashi S.
  • 雑誌名: J Mass Spectrom 巻: 45 ページ: 900-908
  • DOI: DOI:10.1002/jms.1778
  • 査読あり
• [雑誌論文] Side-chain conformational changes of transcription factor PhoB upon DNA binding: a population-shift mechanism (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamane T, Okamura H, Nishimura Y,Kidera A, Ikeguchi M
  • 雑誌名: J Am Chem Soc 巻: 132 ページ: 12653-12659
  • DOI: DOI:10.1021/ja103218x
  • 査読あり
• [雑誌論文] The structure of the N-terminal regulatory domain of a plant NADPH oxidase and its functional implications (2010)
  • 著者名/発表者名: Oda T, Hashimoto H, Kuwabara N, Akashi S, Hayashi K, Kojima C, Wong HL, Kawasaki T, Shimamoto K, Sato M, Shimizu T
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 285 ページ: 1435-1445
  • 査読あり
• [雑誌論文] Guidelines for reporting the use of capillary electrophoresis in proteomics (2010)
  • 著者名/発表者名: Domann PJ, Akashi S, Barbas C, Huang L, Lau W, Legido-Quigley C, McClean S, Neususs C, Perrett D, Quaglia M, Rapp E, Smallshaw L, Smith NW, Smyth WF, Taylor CF
  • 雑誌名: Nat Biotechnol 巻: 28 ページ: 654-655
  • DOI: DOI:10.1038/nbt0710-654b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of human REV7 in complex with a human REV3 fragment and structural implication of the interaction between DNA polymerase zeta and REV1 (2010)
  • 著者名/発表者名: Hara K, Hashimoto H, Murakumo Y, Kobayashi S, Kogame T, Unzai S, Akashi S, Takeda S, Shimizu T, Sato M
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 285 ページ: 12299-12307
  • DOI: DOI:10.1074/jbc.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Purification, crystallization and initial X-ray diffraction study of human REV7 in complex with a REV3 fragment (2009)
  • 著者名/発表者名: Hara K, Shimizu T, Unzai S, Akashi S, Sato M, Hashimoto H
  • 雑誌名: Acta Crystallogr Sect F Struct Biol Cryst Commun 巻: 65 ページ: 1302-1305
  • DOI: DOI:10.1107/S1744309109046181
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Self-Assembled Protein Nanotube with High Aspect Ratio (2009)
  • 著者名/発表者名: Miranda FF, Iwasaki K, Akashi S, Sumitomo K, Kobayashi M, Yamashita I, Tame JR, Heddle JG
  • 雑誌名: Small 巻: 5 ページ: 2077-2084
  • DOI: DOI:10.1002/smll.200900667
  • 査読あり
• [雑誌論文] The nature of the TRAP-Anti-TRAP complex (2009)
  • 著者名/発表者名: Watanabe M, Heddle JG, Kikuchi K, Unzai S, Akashi S, Park SY, Tame JR
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 106 ページ: 2176-2181
  • DOI: DOI:10.1073/pnas.0801032106
  • 査読あり
• [雑誌論文] RNA and protein complexes of TRAP characterized by mass spectrometry (2009)
  • 著者名/発表者名: Akashi S, Watanabe M, Heddle JG, Unzai S, Park SY, Tame JR
  • 雑誌名: Anal Chem 巻: 81 ページ: 2218-2226
  • DOI: DOI:10.1021/ac802354j
  • 査読あり
• [雑誌論文] 巨大タンパク質の質量分析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 明石知子
  • 雑誌名: ぶんせき ページ: 422-427
• [雑誌論文] Crystal Structures of the Clock Protein EA4 from the Silkworm Bombyx mori (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiraki T, Shibayama N, Akashi S, Park SY
  • 雑誌名: J Mol Biol 巻: 377 ページ: 630-635
  • DOI: DOI:10.1016/j.jmb.2008.01.020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Water-mediated interaction between DNA and PhoB DNA-binding/transactivation domain: NMR-restrained molecular dynamics in explicit water environment (2008)
  • 著者名/発表者名: Yamane T, Okamura H, Ikeguchi M,Nishimura Y, Kidera A
  • 雑誌名: Proteins 巻: 71 ページ: 1970-1983
  • DOI: DOI:10.1002/prot.21874
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural insight into the FIIE-TFIIH interaction: TFIIE and p53 share the binding region on TFIIH (2008)
  • 著者名/発表者名: Okuda M, Tanaka A, Satoh M, Mizuta S, Takazawa M, Ohkuma Y, Nishimura Y.
  • 雑誌名: EMBO J 巻: 27 ページ: 1161-1171
  • DOI: DOI:10.1038/emboj.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural characterization of human general transcription factor TFIIF in solution (2008)
  • 著者名/発表者名: Akashi S, Nagakura S, Yamamoto S, Okuda M, Ohkuma Y, Nishimura Y.
  • 雑誌名: Protein Sci 巻: 17 ページ: 389-400
  • DOI: DOI:10.1110/ps.073258108
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Mass Spectrometric Approach to the Study of DNA-Bonding Proteins: Interaction of Human TRF2 with Telomeric DNA (2008)
  • 著者名/発表者名: Sperry JB, Shi X, Rempel DL, Nishimura Y, Akashi S, Gross ML
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 47 ページ: 1797-1807
  • DOI: DOI:10.1021/bi702037p
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel Structural and Functional Mode of a Knot Essential for RNA Binding Activity of the Esa1 Presumed Chromodomain (2008)
  • 著者名/発表者名: Shimojo H, Sano N, Moriwaki Y, Okuda M, Horikoshi M, Nishimura Y
  • 雑誌名: J Mol Biol 巻: 378 ページ: 987-1001
  • DOI: DOI:10.1016/j.jmb.
  • 査読あり
• [雑誌論文] レーザースプレー質量分析が可能にした生体高分子複合体の結合親和性の定量的な解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 明石知子、史向国、高見澤淳、 西村善文、平岡賢三
  • 雑誌名: J. MassSpectrom. Soc. Jpn 巻: 22 ページ: 155-161
• [雑誌論文] 転写・翻訳 真核生物の転写系を中心に (2008)
  • 著者名/発表者名: 西村善文
  • 雑誌名: 蛋白質・核酸・酵素 巻: 5 ページ: 620-623
• [雑誌論文] 基本転写因子TFIIE の構造と TFIIH との相互作用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 西村善文、奥田昌彦
  • 雑誌名: 生化学 巻: 80 ページ: 501-510
• [学会発表] Structural analysis of Chip1 chromodomain required for heterochromatin assembly (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishimura Y
  • 学会等名: Symposium on the Structure and Folding of Disease Related Proteins
  • 発表場所: 韓国・Structural Research Center for Innovative Drug Development
  • 年月日: 2012-07-06
• [学会発表] Structural biology on Chromatin - related proteins (2011)
  • 著者名/発表者名: Nishimura Y, Shimojo H, Kawaguchi A, Okuda M, Moriwaki Y, Iizumi K, Nagadoi A
  • 学会等名: The 4th Asia-Pacific NMR Symposium (The 4th APNMR Symposium) アジア-太平洋 NMR シンポジウム
  • 発表場所: 中国・Beijing Central Garden Hotel
  • 年月日: 2011-10-19
• [学会発表] Eukaryotic nuclear IUPs (真核生物の核内天然変性タンパク質) (2011)
  • 著者名/発表者名: 西村善文
  • 学会等名: 2010 KRIBB Conference on Structural Bioinformatics(2nd Asia-Pacific symposium on Intrinsically Unfolded Proteins)
  • 発表場所: 韓国・大田(KRIBB)
  • 年月日: 2011-01-15
• [学会発表] NMR studies on gene regulation-related proteins: intrinsic disordered states and drug screening (2010)
  • 著者名/発表者名: 西村 善文
  • 学会等名: Korean Magnetic Resonance Society Meeting(KMRS:韓国磁気共鳴学会)
  • 発表場所: 韓国・釜山
  • 年月日: 2010-06-23
• [学会発表] Intrinsically Disordered Transcription-related Proteins (2009)
  • 著者名/発表者名: Okuda M, Nagadoi A, Komatsu M, Nishimura Y
  • 学会等名: 第3回ア ジア - 太平洋 NMR シン ポジ ウム(APNMR)
  • 発表場所: 韓国・ Ramada Plaza Jeju Hotel
  • 年月日: 2009-10-28
• [学会発表] Structural biology on chromatin - related proteins,Symposium on the Structure and Folding of Disease Related Proteins (2007)
  • 著者名/発表者名: Nishimura Y
  • 学会等名: Structural Research Center for Innovative Drug Development
  • 発表場所: 韓国・ソウル国立大学
  • 年月日: 2007-07-10
• [備考] よこはま NMR 構造生物学研究会
  • URL: http://www.tsurumi.yokohama-cu.ac.jp/ynmr/
• [備考] 構造エピゲノム研究会
  • URL: http://www.tsurumi.yokohama-cu.ac.jp/segc/
• [産業財産権] 線維筋痛症の予防または治療薬 (2012)
  • 発明者名: 西村善文、植田弘師
  • 権利者名: 公立大学法人横浜市立大学、公国立大学法人長崎大学、PRISM BioLab株式会社
  • 産業財産権番号: A11178
  • 出願年月日: 2012-12-06
• [産業財産権] 神経選択的転写抑制因子 NRSF に特異的に結合する mSin3B に結合する化合物の利用 (2011)
  • 発明者名: 西村善文、長土居有隆、平尾優佳、五嶋良郎、山下直也、植田弘師、宮田直樹、鈴木孝禎、平石龍大
  • 権利者名: 公立大学法人横浜市立大学、公立大学法人名古屋市立大学、国立大学法人長崎大学
  • 産業財産権番号: PCT/JP2011/52710
  • 出願年月日: 2011-02-09
  • 外国