リポ蛋白質受容体ファミリー分子が担う発生・分化制御シグナル伝達の構造生物学的解明

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22247010
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造生物化学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 高木 淳一 大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (90212000)
• 研究分担者: 岩崎 憲治 大阪大学, 蛋白質研究所, 准教授 (20342751) ; 禾 晃和 大阪大学, 蛋白質研究所, 助教 (40379102)
• 連携研究者: 禾 晃和 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 (40379102)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: リポ蛋白質受容体 / X線結晶構造解析 / 電子顕微鏡 / エンドサイトーシス

研究概要

医学的・生物学的にインパクトの高い3つのリポ蛋白質受容体 (LR)ファミリー分子について、X線結晶構造解析と電子顕微鏡イメージングという解像度の異なる2つの構造生物学的手法と生化学的手法を組み合わせ、シグナル伝達機構の分子基盤を解明する研究を行った。我々の脳を形作るのに必要なリーリンシグナルや、骨の形成やがんに関わるWntシグナル授受のしくみの理解がすすみ、さらにはアルツハイマー病の病因に深く関係するあらたな相互作用を見いだすなどの発見をすることができた。

研究成果

• [雑誌論文] A point mutation in Semaphorin 4A associates with defective endosomal sorting and causes retinal degeneration (2013)
  • 著者名/発表者名: Nojima S, Toyofuku T, Kamao H, Ishigami C, Kaneko J, Okuno T, Takamatsu H, Ito D, Kang S, Kimura T, Yoshida Y, Morimoto K, Maeda Y, Ogata A, Ikawa M, Morii E, Aozasa K, Takagi J, Takahashi M, Kumanogoh A.
  • 雑誌名: Nature Commun 巻: 4 ページ: 1406
  • DOI: doi:10.1038/ncomms2420
  • 査読あり
• [雑誌論文] LDL受容体ファミリーの構造と蛋白質間相互作用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 北郷 悠、高木淳一
  • 雑誌名: The Lipid 巻: 23(4) ページ: 56-62
• [雑誌論文] Crystal structure of Enpp1, an extracellular glycoprotein involved in bone mineralization and insulin signaling (2012)
  • 著者名/発表者名: Kato K, Nishimasu H, Okudaira S, Mihara E, Ishitani R, Takagi J, Aoki J, Nureki O
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 109 ページ: 16876-16881
  • DOI: doi:10.1073/pnas.1208017109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Higher-order architecture of cell adhesion mediated by polymorphic synaptic adhesion molecules neurexin and neuroligin (2012)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, H., Miyazaki, N., Matoba, K., Nogi, T., Iwasaki, K., and Takagi, J
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 2(1) ページ: 101-110
  • DOI: doi:10.1016/j.celrep.2012.06.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression, purification, crystallization and preliminary X-ray crystallographic analysis of Enpp1 (2012)
  • 著者名/発表者名: Kato K, Nishimasu H, Mihara E, Ishitani R, Takagi J, Aoki J, and Nureki O.
  • 雑誌名: Acta Crystallogr. F 巻: 68(7) ページ: 778-782
  • DOI: doi:10.1107/S1744309112019306
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tilt-angle measurement of a sample stage using a capacitive liquid-based inclinometer (2012)
  • 著者名/発表者名: Matoba K, Takagi J, Yasunaga T, Jinnai H, Iwasaki K
  • 雑誌名: J Electron Microsc 巻: 61(3) ページ: 193-198
  • DOI: doi:10.1093/jmicro/dfs034
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of 5.1 integrin eAtomic details of the fibronectin receptor (2012)
  • 著者名/発表者名: Nagae, M., Re, S., Mihara, E., Nogi, T., Sugita, Y., and Takagi, J
  • 雑誌名: J. Cell Biol 巻: 197(1) ページ: 131-140
  • DOI: doi:10.1083/jcb.201111077
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional importance of covalent homodimer of reelin protein linked via its central region (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasui, N., Kitago, Y., Beppu, A., Kohno, T., Morishita, S., Gomi, H., Nagae, M., Hattori, M. and Takagi, J
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 286(40) ページ: 35247-35256
  • DOI: doi:10.1074/jbc.M111.242719
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural Basis for Variant-Specific Neuroligin-Binding by α-Neurexin (2011)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, H., Nogi, T., Yasui, N., Iwasaki, K. and Takagi, J
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 6 ページ: e19411
  • DOI: doi:10.1371/journal.pone.0019411
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of Autotaxin, a secreted lysophospholipase D that generates GPCR-signaling lipid mediator (2011)
  • 著者名/発表者名: Nishimasu, H., Okudaira, S., Hama, K., Mihara, M., Dohmae, N., Ishitani, R., Takagi, J., Aoki, J., Nureki, O
  • 雑誌名: Nature Struct. Mol. Biol. 巻: 18 ページ: 205-212
  • DOI: doi:10.1038/nsmb.1998
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallization and preliminary crystallographic analysis of human LR11 Vps10p domain (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakata, Z., Nagae, M., Yasui, N., Bujo, H., Nogi, T., and Takagi, J
  • 雑誌名: Acta Crystallographica., F67 ページ: 129-132
  • DOI: doi:10.1107/S1744309110048153
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis for semaphorin signaling through the plexin receptor (2010)
  • 著者名/発表者名: Nogi, T., Yasui, N., Mihara, E., Matsunaga, Y., Noda, M., Yamashita, N., Toyofuku, T., Goshima, Y., Kumanogoh, A, and Takagi, J.
  • 雑誌名: Nature 巻: 467 ページ: 1123-1127
  • DOI: doi:10.1038/nature09473
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison of the envelope architecture of E. coli using two methods: CEMOVIS and cryo-electron tomography (2010)
  • 著者名/発表者名: Kishimoto-Okada, A., Murakami, S., Ito, Y., Horii, N., Furukawa, H., Takagi, J., Iwasaki, K
  • 雑誌名: J. Electron Microsc 巻: 59 ページ: 419-426
  • DOI: doi:10.1093/jmicro/dfq056
  • 査読あり
• [学会発表] Superimposition of a crystal structure over EM images, KeyStone Symposia (2013)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki, K.
  • 学会等名: Structural Analysis of Supramolecular Assemblies by Hybrid Methods
  • 発表場所: Lake Tahoe (USA)
  • 年月日: 2013-03-05
• [学会発表] Multi-faceted approach to analyze structure and function of integrins. (2013)
  • 著者名/発表者名: Takagi, J
  • 学会等名: Gordon Research Conference
  • 発表場所: Ventura (USA)
  • 年月日: 2013-02-14
• [学会発表] In situ molecular analysis by electron microscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki, K
  • 学会等名: IPR International Symposium 2012, -Toward the Molecular Comprehension of Life System
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 2012-11-22
• [学会発表] 蛋白質の立体構造から理解する細胞外シグナル授受のしくみ (2012)
  • 著者名/発表者名: 高木淳一
  • 学会等名: 第12回日本抗加齢医学会 シンポジウム
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2012-06-24
• [学会発表] Wnt共受容体LRP6の電子顕微鏡単粒子解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 的場京子
  • 学会等名: 第12回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-06-21
• [学会発表] Structural basis for peptide ligand recognition by LR11/sorLA Vps10p domain (2012)
  • 著者名/発表者名: Takagi, J
  • 学会等名: Keystone Symposia "ApoE, Alzheimer's and Lipoprotein Biology"
  • 発表場所: Key Stone (USA)
  • 年月日: 2012-02-28
• [学会発表] LR11 Vps10pドメインのリガンド認識機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 北郷 悠 他
  • 学会等名: 2011年度日本結晶学会年会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-11-24
• [学会発表] リーリンN末端断片の精製及び結晶化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 長江 雅倫 他
  • 学会等名: 2011年度日本結晶学会年会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-11-24
• [学会発表] ソーティング受容体LR11の持つ"弱くて特異性の低い (2011)
  • 著者名/発表者名: 高木淳一
  • 学会等名: 相互作用の秘密、第2回 「神経科学と構造生物学の融合」セミナー
  • 発表場所: 岡崎
  • 年月日: 2011-11-21
• [学会発表] Structural basis for peptide ligand recognition by LR11 Vps10p domain (2011)
  • 著者名/発表者名: Kitago, Y. et al
  • 学会等名: PDB40 symposium
  • 発表場所: New York (USA)
  • 年月日: 2011-10-28
• [学会発表] 脳の層構造形成を制御するリーリンシグナルの分子機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 禾 晃和
  • 学会等名: 蛋白質研究所セミナー・細胞表面受容体と細胞内輸送
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2011-01-12
• [学会発表] Structural and functional analysis of LR11 Vps10p domain (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakata, Z., Takagi, J. et al
  • 学会等名: American Crystallographic Association
  • 発表場所: Chicago(USA)
  • 年月日: 2010-07-25
• [図書] タンパク質間相互作用の検出-表面プラズモン共鳴法、「タンパク質実験ノート(下)」(岡田雅人、三木裕明、宮崎 香 編) (2011)
  • 著者名/発表者名: 寒川 剛、高木淳一
  • 総ページ数: 132-137
  • 出版者: 羊土社
• [備考]
  • URL: http://www.protein.osaka-u.ac.jp/rcsfp/synthesis/index.html
• [産業財産権] タグペプチド及びその利用 (2013)
  • 発明者名: 高木淳一
  • 権利者名: 国立大学法人大阪大学
  • 産業財産権番号: 特許第5257997号
  • 取得年月日: 2013-05-02
• [産業財産権] TAG PEPTIDE HAVING A PROTEASE RECOGNITION SEQUENCE AND USE THEREOF (2012)
  • 発明者名: 高木淳一
  • 権利者名: 国立大学法人大阪大学
  • 産業財産権番号: 13/265,024
  • 取得年月日: 2012-12-26
  • 外国