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2021 年度 実績報告書

多様な補因子によるp97の基質特異性制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21H02418
研究機関鳥取大学

研究代表者

佐藤 裕介  鳥取大学, 工学研究科, 講師 (50568061)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードユビキチン / タンパク質分解 / タンパク質複合体 / クライオ電子顕微鏡
研究実績の概要

p97は補因子と共にはたらき、主にユビキチン鎖修飾を受けた基質をアンフォールディングすることでプロテアソーム分解へと導き、多様な細胞機能を制御する。p97が多様な役割を持つのは、ユビキチン鎖修飾の様式が多様である事に加え、p97が約30種類の補因子依存的に基質特異性を獲得しているためである。しかし、ほとんどの補因子についてはp97の基質特異性の決定機構は不明である。本研究では多様な補因子によるp97制御機構を解明するため、生化学的な実験とクライオ電子顕微鏡単粒子解析により、多様な補因子によるp97の基質特異性制御機構を明らかにする。本課題によりそれぞれの補因子によるp97の基質特性制御機構が解明されれば、多様な機能を持つp97の研究が進展し、p97が関与する疾患の発症機構の解明へ繋がる。
2021年度は、p97の活性測定の基質として用いるユビキチン鎖結合型の蛍光タンパク質mEosの調製方法を検討し、大量に調製した。さらに、この基質を用いてp97の活性測定が可能である事を確認した。確立したp97の活性測定系を用いて、約30種類存在するp97の補因子のうち20種類を精製し、ユビキチン鎖結合型mEosを基質として用いて網羅的にp97の活性を亢進するかどうかを探索した。その結果、補因子のうちFAF1とUBXD7がp97の活性を亢進する事が確かめられた。続いて、これらp97の活性を亢進する補因子・p97・基質の複合体について、クライオ電子顕微鏡による単粒子解析を行った。しかし、補因子については良好な密度マップが得られなかった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

クライオ電子顕微鏡による構造解析には至っていないものの、p97の活性を亢進する補因子を発見することに成功したため、本研究はおおむね順調に進展していると言える。

今後の研究の推進方策

p97の活性を亢進する補因子は発見できたが、それぞれの補因子のどの領域が活性亢進に影響しているのかという点と、p97と補因子の複合体の構造は未解明である。今後は、補因子の欠損型変異体を精製することで各補因子のp97活性化に必要な領域を探索する。また、p97と補因子との複合体の構造解析のため、クライオ電子顕微鏡単粒子解析の条件を検討する。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Structural basis for specific recognition of K6-linked polyubiquitin chains by the TAB2 NZF domain2021

    • 著者名/発表者名
      Li Yanjun、Okatsu Kei、Fukai Shuya、Sato Yusuke
    • 雑誌名

      Biophysical Journal

      巻: 120 ページ: 3355~3362

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2021.06.037

    • 査読あり
  • [学会発表] ユビキチンシグナルの構造生物学 奨励賞受賞記念講演2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤裕介
    • 学会等名
      第94回日本生化学大会
    • 招待講演
  • [学会発表] RAD23A UBAドメインによるK48結合型ユビキチン鎖特異的認識機構の構造基盤2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤裕介、瓜島絢、日野智也、永野真吾
    • 学会等名
      第94回日本生化学大会
  • [学会発表] AD23A-UBA2によるK48鎖特異的認識機構の構造基盤2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤裕介、瓜島絢、日野智也、永野真吾
    • 学会等名
      第15回バイオ関連化学シンポジウム

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公開日: 2023-12-25  

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