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2010 年度 実績報告書

ヘムセンサー転写因子NPAS2による体内時計制御と情報伝達の分子機構

研究課題

研究課題/領域番号 20570139
研究機関京都府立大学

研究代表者

佐上 郁子  京都府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (10143033)

キーワードシグナル伝達 / 分子認識 / 金属タンパク質 / 体内時計 / DNA結合活性 / ガス小分子
研究概要

平成21年度の研究で、NPAS2のDNA結合活性のCOによる制御には、NPAS2のPASAヘムセンサードメインのヘムの内部配位子のひとつであるH171の隣のC170がCOによる機能阻害に関与することを明らかにした。そこで平成22年度は、C170で感知されるシグナルが、BMAL1とのヘテロダイマー形成あるいはDNA結合部位であるbHLHドメインへどのように分子内で伝達されるかを明らかにするために、更に5つの変異体を作製し、DNA結合活性の解析を行った。これまでの結果ではいずれの変異体もホロ、アポともにDNA結合活性を示すことが分かったが、まだCO結合による活性を解析中である。また、活性型のNPAS2/BMAL1ヘテロダイマー形成はNAD(P)Hにより促進され、NAD(P)+により阻害されると報告されているが詳細は不明である。そこで、NPAS2とNAD(P)H補因子との相互作用について解析を行った。NPAS2のDNA結合ドメインであるbHLHドメインのC末端側からの欠損変異体を用いて、そのDNA結合活性に対するNADPHの効果を調べた。その結果、NPAS2のN末端の61アミノ酸(1-61aa)だけでもBMAL1とヘテロダイマーを形成してDNAに結合し、その結合活性はNADPH濃度依存的に増加した(EC^<50>=2.5mM)。このことから、NADPHとの相互作用に必要なNPAS2の領域は、1-61aa領域にある事が示唆される。また、BMAL1のみの系に5mM以上の高濃度のNADPHを加えたところ、BMAL1ホモダイマーのDNA結合活性はNADPH濃度依存的に阻害された。したがって、NADPHはNPAS2-BMAL1ヘテロダイマーのDNA結合に対しては正の、BMAL1ホモダイマーのDNA結合に対しては負の制御効果を持つことが示唆される。さらに、NPAS2のbHLH-PASAドメインの構造を明らかにするために、大量精製系を工夫し約800条件での結晶化を試みたが、まだ未完成である。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2010 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Thermodynamic Analysis of Interactions between Cofactor and Neuronal Nitric Oxide Synthase.2010

    • 著者名/発表者名
      Sanae R, Kurokawa F, Oda M, Ishijima S, Sagami I.
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 50 ページ: 1714-1722

    • 査読あり
  • [学会発表] 時計遺伝子の転写因子NPAS2のDNA結合能へのpH効果とNAD(P)H効果2010

    • 著者名/発表者名
      芳井克洋、田嶋史悠、石罵純男、佐上郁子
    • 学会等名
      第84回日本生化学会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      20101207-20101210
  • [学会発表] 時計遺伝子の転写因子NPAS2のヘムドメイン変異体作製とDNA結合活性の解析2010

    • 著者名/発表者名
      目黒智美、田嶋史悠、石罵純男、佐上郁子
    • 学会等名
      第84回日本生化学会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      20101207-20101210
  • [学会発表] Effect of NO on the transcriptional activity of NPAS2, a transcription factor associated with circadian rhythm2010

    • 著者名/発表者名
      高島智之, 芳井克洋, 上羽岳志, 石嶌純男, 佐上郁子
    • 学会等名
      The 6th International Conference on the Biology, Chemistry, and Therapeutic Applications of Nitric Oxide
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20100614-20100617
  • [学会発表] 共鳴ラマン分光法による転写調節タンパク質NPAS2の構造解析2010

    • 著者名/発表者名
      三角裕子、佐上郁子、島田秀夫、北川禎三、小倉尚志
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2010-09-21
  • [学会発表] Analysis of calmodulin binding to nNOS isoforms using surface plasmon resonance2010

    • 著者名/発表者名
      東香織里、織田昌幸、石罵純男、佐上郁子
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2010-09-21
  • [備考]

    • URL

      http://www2.kpu.ac.jp/life_environ/cell_macromol_chem/

URL: 

公開日: 2012-07-19  

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