階層縦断的な蛋白質ネットワーク解析技術の構築

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21770174
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 上久保 裕生 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 准教授 (20311128)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• キーワード: X線溶液散乱 / クラスリン被覆小胞輸送 / マルチドメイン蛋白質 / ドメイン再配置

研究概要

シグナル伝達や小胞輸送においては、機能・構造の基本単位となるドメインが、複数連なった蛋白質(マルチドメイン蛋白質)が主要な役割を果たしている。本研究では、マルチドメイン蛋白質が介在する複数蛋白質で構成される蛋白質ネットワークに注目し、階層縦断的に、これらの事象の相互依存関係明らかにすることによって、蛋白質集団の振る舞いを分子論的に理解することを目指した。本研究を通じ、クラスリン被覆小胞輸送、光情報伝達に深く関与するマルチドメイン蛋白質のドメイン配置構造、並びに、各ドメインに対する刺激が誘導するドメイン再配置を明らかにした。さらに、これらの蛋白質について蛋白質集団の振る舞いとドメイン再配置の関連性を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Systematic alanine insertion reveals the essential regions that encode structure formation and activity of dihydrofolate reductas. (2011)
  • 著者名/発表者名: Shiba R., Umeyama M., Tsukasa S., Kamikubo H., Yamazaki Y., Yamaguchi M., Iwakura M., Kataoka M.
  • 雑誌名: BIOPHYSICS 7 ページ: 1-10
• [雑誌論文] Size-controlled aggregation of cube-shaped EuS nanocrystals with magneto-optic properties in solution. (2011)
  • 著者名/発表者名: Tanaka A., Kamikubo H., Kataoka M., Hasegawa Y., Kawai T.
  • 雑誌名: Langmuir 27 ページ: 104-108
• [雑誌論文] フォトアクティブイェロープロテインの中性子結晶構造解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 上久保裕生、山口繁生、片岡幹雄
  • 雑誌名: RADIOISOTOPES 59 ページ: 289-297
• [雑誌論文] Cytochrome c polymerization by successive domain swapping at the C-terminal helix. (2010)
  • 著者名/発表者名: Hirota S., Hattori Y., Nagao S., Taketa M., Komori H., Kamikubo H., Wang Z., Takahashi I., Negi S., Sugiura Y., Kataoka M., Higuchi Y.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 107 ページ: 12854-12859
• [雑誌論文] Self-assembling Formation and Enhanced Magnetic Properties of Three-dimensional Super-lattice Structures Composed of Cube- and Sphere-shaped EuS nanocrsytals. (2010)
  • 著者名/発表者名: Tanaka A., Kamikubo H., Doi Y., Hinatsu Y., Kataoka M., Kawai T., Hasegawa Y.
  • 雑誌名: Chemistry of Materials 22 ページ: 1776-1781
• [雑誌論文] Non-local interaction responsible for the tertiary structural formation of Staphylococcal nuclease. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kato S., Kamikubo H., Hirano S., Yamazaki Y., Kataoka M.
  • 雑誌名: Biophys. J. 98 ページ: 678-786
• [雑誌論文] Effect of conformational states on protein dynamical transition. (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa H., Kamikubo H., Kataoka M.
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta. 1804 ページ: 27-33
• [雑誌論文] Self-aggregation of magnetic semiconductor EuS nanocrystals. (2009)
  • 著者名/発表者名: Tanaka A., Hasegawa Y., Kamikubo H., Kataoka M., Kawai T.
  • 雑誌名: THIN SOLID FILMS 518 ページ: 870-872
• [学会発表] Fluctuation controls enzymatic activity of Staphylococcal nuclease. (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Kamikubo(他2名)
  • 学会等名: The 4th International Symposium "Molecuar Science of Fluctuations toward Biological Functions"
  • 発表場所: Otsu, Japan
  • 年月日: 20101130-20101201
• [学会発表] Classification of the functional element of dihydrofolate reductase by the systematic alanine insertion. (2010)
  • 著者名/発表者名: R.Shiba, H.Kamikubo, M.Umeyama, S.Tsukasa, M.Yamaguchi, Y.Yamazaki, M.Iwakura, M.Kataoka.
  • 学会等名: The 4th International Symposium "Molecuar Science of Fluctuations toward Biological Functions"
  • 発表場所: Otsu, Japan
  • 年月日: 20101130-20101201
• [学会発表] FRET analysis of structural changes in staphylococcal nuclease (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Kishi, T.Muto, M.Yamaguchi, I.Iijima, Y.Yamazaki, H.Kamikubo, T.Hohsaka, M.Kataoka.
  • 学会等名: The 4th International Symposium "Molecuar Science of Fluctuations toward Biological Functions"
  • 発表場所: Otsu, Japan
  • 年月日: 20101130-20101201
• [学会発表] Cytochrome c polymerization by successive domain swapping at the C-terminal helix. (2010)
  • 著者名/発表者名: Z.Wang, Y.Hattori, S.Nagao, M.Takeda, H.Komori, H.Kamikubo, I.Takahashi, S.Negi, Y.Sugiura, M.Kataoka, Y.Higuchi, S.Hirota.
  • 学会等名: The 4th International Symposium "Molecuar Science of Fluctuations toward Biological Functions"
  • 発表場所: Otsu, Japan
  • 年月日: 20101130-20101201
• [学会発表] Measurements of loop formation in the denatured state of staphylococcal nuclease. (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Yamaguchi, Y.Yamazaki, H.Kamikubo, M.Kataoka.
  • 学会等名: The 4th International Symposium "Molecuar Science of Fluctuations toward Biological Functions"
  • 発表場所: Otsu, Japan
  • 年月日: 20101130-20101201
• [学会発表] The investigation of the relationship between non-local interaction and the effect of single alanine insertion in staphylococcal nuclease. (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Sawada, H.Kamikubo, Y.Yamazaki, M.Kataoka.
  • 学会等名: The 4th International Symposium "Molecuar Science of Fluctuations toward Biological Functions"
  • 発表場所: Otsu, Japan
  • 年月日: 20101130-20101201
• [学会発表] Cytochrome c polymerization by successive domain swapping at the C-terminal helix. (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Hirota, Y.Hattori, S.Nagao, M.Takeda, H.i Komori, H.Kamikubo(他6名)
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20100920-20100922
• [学会発表] Intrinsically less-ordered bacterial effectors : A case of EspB from enterohaemorrhagic Escherichia coli. (2010)
  • 著者名/発表者名: D.Hamada, H.Kamikubo(他2名)
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20100920-20100922
• [学会発表] Property of a structural element of SNase-like domain in human p100. (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Ogawa, H.Kamikubo.(他4名)
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20100920-20100922
• [学会発表] The investigation of the relationship between non-local interaction and the effect of single alanine insertion in staphylococcal nuclease. (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Sawada, H.Kamikubo, Y.Yamazaki, M.Yamaguchi, M.Kataoka.
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20100920-20100922
• [学会発表] FRET analysis of structural changes in Staphylococcal nuclease. (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Kishi, M.Yamaguchi, I.Iijima, Y.Yamazaki, H.Kamikubo(他2名)
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20100920-20100922
• [学会発表] The role of each residue in the flexible rambda loop of Staphylococcal nuclease on the catalytic activity. (2010)
  • 著者名/発表者名: C.Ahn, H.Kamikubo, H.i Yoshioka, Y.Yamazaki, M.Yamaguchi, M.Kataoka.
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20100920-20100922
• [学会発表] Solution structure of the light sensor histidine kinase of Ppr comprised of the PYP and Bph domains. (2010)
  • 著者名/発表者名: J.Miura, H.Kamikuno, Y.Yamzaki, M.Yamaguchi, M.Kataoka.
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20100920-20100922
• [学会発表] Solution structural analysis of Drosophila GGA. (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Naruse, H. Kamikubo(他6名)
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20100920-20100922
• [学会発表] Analysis of solution state of the interaction protein of Rc-PYP. (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Hayashi, Y.Yamazaki, H.Kamikubo, M.Kataoka.
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20100920-20100922
• [学会発表] Classification of the functional element of dihydrofolate reductase (DHFR) by the systemic alanine insertion. (2010)
  • 著者名/発表者名: R.Shiba, H.Kamikubo(他6名)
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20100920-20100922
• [学会発表] Synthesis of an artificial enzyme by implanting the functional elements of SNase. (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Kamikubo, A.Kogasaka, C.Komeda, Y.Yamazaki, M.Yamaguchi, M.Kataoka.
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20100920-20100922
• [学会発表] Urea denaturation of staphylococcal nuclease monitored by tryptophan-cysteined distance. (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Yamaguchi, Y.Yamazaki, H.Kamikubo, M.Kataoka.
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20100920-20100922
• [学会発表] Substitution effects of basic residues in the photoactive yellow protein of Rhodobacter caplsolatus. (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamazaki, H.Kamikubo, M.Kataoka.
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20100920-20100922
• [学会発表] Photoactive Yellow Proteinにおける発色団の機能変調 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山崎洋一, 上久保裕生, 片岡幹雄
  • 学会等名: 日本光生物学協会年会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20100810-20100811
• [学会発表] The effect of alanine insertion mutation for folding process (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Sawada, H.Kamikubo, Y.Yamazaki, M.Kataoka.
  • 学会等名: The 4th Shangai International Conference on Biophysics and Molecolar Biology
  • 発表場所: Shanghai-Jiashan, China
  • 年月日: 20100808-20100811
• [学会発表] Extraction of the regions encoded foldability and/or functionability from dihydrofolate reductase by the systematic alanine insertion (2010)
  • 著者名/発表者名: R.Shiba, H. Kamikubo(他6名)
  • 学会等名: The 4th Shangai International Conference on Biophysics and Molecolar Biology
  • 発表場所: Shanghai-Jiashan, China
  • 年月日: 20100808-20100811
• [学会発表] 分子内プロトン移動: Photoactive Yellow Proteinの水素結合構造から何がわかるのか (2010)
  • 著者名/発表者名: 上久保裕生
  • 学会等名: 分子研研究会「拡がるロドプシンの仲間から"何がわかるか""何をもたらすか"」
  • 発表場所: 岡崎
  • 年月日: 20100323-20100324
• [学会発表] 精子由来蛋白質IZUMO,その構造と受精膜融合での役割 (2010)
  • 著者名/発表者名: 萩原義久, 井上直和, 浜田大三, 上久保裕生, 平田邦生, 片岡幹雄, 山本雅貴, 伊川正人, 岡部勝
  • 学会等名: 日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2010-06-18
• [学会発表] 網羅的アラニン挿入変異解析法を用いたジヒドロ葉酸還元酵素の機能発現及び構造形成領域の抽出 (2010)
  • 著者名/発表者名: 芝るみ, 上久保裕生, 梅山美香, 政さやか, 山口真理子, 山崎洋一, 巌倉正寛, 片岡幹雄
  • 学会等名: 日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2010-06-18
• [学会発表] 中性子結晶構造解析による蛋白質分子内プロトン移動機構の解明 (2010)
  • 著者名/発表者名: 上久保裕生
  • 学会等名: 生命物質構造解析研究会
  • 発表場所: 東海村
  • 年月日: 2010-03-25
• [学会発表] Extraction of the regions encoded foldability and/or functionability from dihydrofolate reductase by the systematic alanine insertion. (2009)
  • 著者名/発表者名: R.Shiba, H.Kamikubo, M.Umeyama, S.Tsukasa, Y.Yamazaki, M.Yamaguchi, M.Iwakura, M.Kataoka.
  • 学会等名: The 3rd International Symposium on "Molecuar Science of Fluctuations toward Biological Functions
  • 発表場所: 名古屋大学,名古屋
  • 年月日: 20091220-20091221
• [学会発表] Local structure characterization of staphylococcal nuclease by lifetime measurement of tryptophan triplet state. (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Yamaguchi, Y.Yamazaki, H.Kamikubo, M.Kataoka.
  • 学会等名: The 3rd International Symposium on "Molecuar Science of Fluctuations toward Biological Functions
  • 発表場所: 名古屋大学,名古屋
  • 年月日: 20091220-20091221
• [学会発表] The properties required for the binding before folding mechanism of the intrinsically disordered mutants of staphylococcal nuclease. (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Onitsuka, H.Kamikubo, Y.Yamazaki, M.Kataoka.
  • 学会等名: The 3rd International Symposium on "Molecuar Science of Fluctuations toward Biological Functions
  • 発表場所: 名古屋大学,名古屋
  • 年月日: 20091220-20091221
• [学会発表] Structural characterization of the intrinsically disordered mutants of staphylococcal nuclease by electron paramagnetic resonance spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Sawada, S.M.Budamagunta, H.Kamikubo, Y.Yamazaki, M.Yamaguchi, C.J.Voss, M.Kataoka.
  • 学会等名: The 3rd International Symposium on "Molecuar Science of Fluctuations toward Biological Functions
  • 発表場所: 名古屋大学,名古屋
  • 年月日: 20091220-20091221
• [学会発表] Extraction of the structural element of SNase-like domain in human p100 by alanine insertion analysis (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Ogawa, H.Kamikubo(他4名)
  • 学会等名: The 3rd International Symposium on "Molecuar Science of Fluctuations toward Biological Functions
  • 発表場所: 名古屋大学,名古屋
  • 年月日: 20091220-20091221
• [学会発表] 中性子結晶構造解析による蛋白質中の低障壁水素結合の発見 (2009)
  • 著者名/発表者名: 上久保裕生
  • 学会等名: 日本中性子科学会年会
  • 発表場所: 東海村
  • 年月日: 20091209-20091210
• [学会発表] Low barrier hydrogen bond in photoactive yellow protein and its role in photoreaction (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Yamaguchi, H.Kamikubo, M.Kataoka.
  • 学会等名: The 1st NCTU-NAIST Workshop on "Molecolar/Nano Science"
  • 発表場所: Taiwan
  • 年月日: 20091111-20091113
• [学会発表] Structural characterization of the intrinsically disordered mutants of staphylococcal nuclease by electron paramagnetic resonance spectroscopy. (2009)
  • 著者名/発表者名: H Sawada, M.S.Budamagunta, H.Kamikubo, Y.Yamazaki, M.Yamaguchi, J.C.Voss, M.Kataoka.
  • 学会等名: The 1st NCTU-NAIST Workshop on "Molecolar/Nano Science"
  • 発表場所: Taiwan
  • 年月日: 20091111-20091113
• [学会発表] Crystallographic study of the alanine insertion mutants of Staphylococcal nuclease (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Yoshioka, S.Yamaguchi, H.Kamikubo, Y.Yamazaki, M.Yamaguchi, M.Kataoka.
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 20091030-20091101
• [学会発表] Attempt to create an artificial functional protein by exchange of functional elements (2009)
  • 著者名/発表者名: A.Kogasaka, H.Kamikubo, M.Onitsuka, Y.Yamazaki, M.Yamaguchi, M.Kataoka.
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 20091030-20091101
• [学会発表] Direct structural modolation of the structure element of SNase by using the azobenzene linkage (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Saito, H.Kamikubo, Y.Yamazaki, M.Yamaguchi, M.Kataoka.
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 20091030-20091101
• [学会発表] ・-value analysis of induced folding : The role of the ligand binding in induced folding of disordered staphylococcal nuclease mutant (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Onitsuka, H.Kamikubo, Y.Yamazaki, M.Kataoka.
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 20091030-20091101
• [学会発表] Structural characterization of the intrinsically disordered mutants of staphylococcal nuclease by electron paramagnetic resonance spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Sawada, S.M.Budamagunta, H.Kamikubo, Y.Yamazaki, M.Yamaguchi, C.J.Voss, M.Kataoka.
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 20091030-20091101
• [学会発表] Extraction of the regions encoded foldability and/or functionability from dihydrofolate reductase by the systematic alanine insertion (2009)
  • 著者名/発表者名: R.Shiba, H.Kamikubo, M.Umeyama, S.Tsukasa, Y.Yamazaki, M.Yamaguchi, M.Iwakura, M.Kataoka,
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 20091030-20091101
• [学会発表] Extraction of the structural element of SNase-like domain in human p100 by alanine insertion analysis (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Ogawa, H.Kamikubo(他4名)
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 20091030-20091101
• [学会発表] Interaction mechanism of the photoactive yellow protein of Rhodobacter caplsolatus (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamazaki, N.Ota, H.Kamikubo, M.Kataoka.
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 20091030-20091101
• [学会発表] The low-temperature spectroscopy of Rc-PYP (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Hamaguchi, Y.Yamazaki, H.Kamikubo, M.Kataoka.
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 20091030-20091101
• [学会発表] Analysis of the different properties in two PYPs by use of chimera proteins (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Matsumoto, Y.Yamazaki, H.Kamikubo, M.Kataoka.
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 20091030-20091101
• [学会発表] Low-barrier hydrogen bond in photoactive yellow protein (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Yamaguchi, H.Kamikubo(他4名)
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 20091030-20091101
• [学会発表] Light dependent enzyme activity control by use of interaction of the Rc-PYP (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Kubo, Y.Yamazaki, H.Kamikubo, M.Kataoka.
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 20091030-20091101
• [学会発表] イェロープロテインの低障壁水素結合の形成とその役割 (2009)
  • 著者名/発表者名: 片岡幹雄、上久保裕生、山口繁生
  • 学会等名: 生体分子科学討論会
  • 発表場所: 北海道大学,札幌
  • 年月日: 20090619-20090620
• [図書] 入門構造生物学(編集:加藤龍一)(2章3節分担) (2010)
  • 著者名/発表者名: 上久保裕生
  • 総ページ数: 34-45
  • 出版者: 共立出版
• [図書] Springer Structure of the photointermediate of photoactive yellow protein and the propagataion mechanism of structural change.(eds. by K.Kuwajima, Y.Goto, F.Hirata, M.Kataoka, M.Terazima) (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Kataoka, H.Kamikubo.
  • 総ページ数: 137-147
  • 出版者: Water and Biomolecules
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://mswebs.naist.jp/LABs/kataoka/index.html
• [備考]
  • URL: https://sites.google.com/site/kmkbhp/home