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2022 年度 研究成果報告書

遊離非定型ユビキチン鎖の物性および細胞内機能解析

研究課題

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研究課題/領域番号 20K15757
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分43040:生物物理学関連
研究機関京都大学

研究代表者

森本 大智  京都大学, 工学研究科, 助教 (40746616)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードユビキチン / 構造ゆらぎ / ATP / 環状 / NMR
研究成果の概要

ユビキチン鎖は基質に結合し様々な生命現象に関わる。最近、分岐や環状などの非定型かつ遊離のユビキチン鎖が発見された。しかし、その物性や機能はよくわかっていない。本研究は遊離非定型ユビキチン鎖をより深く理解するため溶液NMR法による構造解析をおこなった。その結果、ユビキチン鎖はユビキチンユニット間で異なる構造ゆらぎを示し、翻訳後修飾の受けやすさが異なることがわかった。さらに、細胞内に大量に存在するATPとユビキチンは弱く相互作用し、細胞内でユビキチン鎖は自己会合や凝集しにくくなることが示唆された。また、環状ユビキチン鎖は非環状型と異なる認識機構を示し、切断されにくくなることがわかった。

自由記述の分野

構造生物学

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでのユビキチン鎖研究は単一の結合型で形成された直鎖状の短いユビキチン鎖が中心であった。だが現在、続々と非定型のユビキチン鎖が発見されており、ユビキチン鎖研究でパラダイムシフトが起こっている状況にある。本研究で明らかにしたユビキチン鎖におけるユニット間の異なる構造ゆらぎ、ATPとの弱い相互作用、環状鎖の特異的な認識機構はいずれも既存のユビキチンバイオロジーでは想定できなかった知見であり、新規の概念を与えるものとなった。また、タンパク質科学の観点から、これまでの静的な構造解析とは一線を画し、タンパク質機能を明らかにする上での動的構造解析の重要性を示した研究結果となった。

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公開日: 2024-01-30  

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