Ｔｏｌｌ様受容体を介したシグナル伝達機構の構造生物学的解析

2012 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22370038
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 杤尾 豪人 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70336593)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2013-03-31
• キーワード: 自然免疫 / 炎症 / 構造生物学 / X線結晶構造解析 / NMR / インフラマソーム

研究概要

自然免疫応答は、TLR→リン酸化カスケード→NF-κB→炎症反応という情報伝達により引き起こされる。本研究では、この情報の流れを担う「実行分子群」が「相互作用」を通して、どのように上流から情報を受け取り、また下流へと伝達するのかを解明することを目標とする。また、関連したシグナル伝達系であるIL-18に関しても構造生物学的研究を行う。
【MyD88の構造解析】MyD88はTLRやIL-1β受容体、IL-18受容体の細胞内ドメインと相互作用するアダプター蛋白質で、これらシグナルの伝達に必須である。MyD88はTIRドメインを介して上記の受容体と、Deathドメイン(DD)を介して下流のIRAKと相互作用する。MyD88のTIRドメインやDeathドメインについての構造は知られているが、MyD88全長の構造は知られていない。そこで、MyD88全長の構造解析のために試料調製を進めた。大腸菌発現系を用い、培養条件や菌体破砕条件を種々検討したが、良好な試料を得ることができていない。
【IL-18：IL-18受容体複合体の結晶構造解析】IL-18はIL-1ファミリーに属する炎症性サイトカインで、細胞内のシグナル伝達系がTLRシグナルと極めて類似している。また、炎症反応においては、TLRシグナルとIL-18には深い関係がある。IL-18がどのようにIL-18受容体によって認識されているかを解明するために、それらの複合体の構造解析を行った。昨年度までに得られていたIL-18：IL-18Rα（細胞外ドメイン）の結晶について解析を進め、構造を決定した。さらに、IL-18：IL-18Rα：IL-18Rβ三者複合体の結晶構造解析を進めた。

現在までの達成度 (区分)

理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] A structured monodisperse PEG for the effective suppression of protein aggregation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Muraoka T, Adachi K, Ui M, Kawasaki S, Sadhukhan N, Obara H, Tochio H, Shirakawa M, Kinbara K.
  • 雑誌名: Angew Chem Int Ed Engl 巻: 52 ページ: 2430-2434
  • DOI: 10.1002/anie.201206563
  • 査読あり
• [雑誌論文] TRAM is involved in IL-18 signaling and functions as a sorting adaptor for MyD88 (2012)
  • 著者名/発表者名: Ohnishi H, Tochio H, Kato Z, Kawamoto N, Kimura T, Kubota K, Yamamoto T, Funasaka T, Nakano H, Wong RW, Shirakawa M, Kondo N.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 7 ページ: e38423
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0038423
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular analysis of the binding mode of Toll/interleukin-1 receptor (TIR) domain proteins during TLR2 signaling. (2012)
  • 著者名/発表者名: Nada M, Ohnishi H, Tochio H, Kato Z, Kimura T, Kubota K, Yamamoto T, Kamatari YO, Tsutsumi N, Shirakawa M, Kondo N.
  • 雑誌名: Mol Immunol 巻: 52 ページ: 108-116
  • DOI: 10.1016/j.molimm.2012.05.003.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recognition of modification status on a histone H3 tail by linked histone reader modules of the epigenetic regulator UHRF1. (2012)
  • 著者名/発表者名: Arita K, Isogai S, Oda T, Unoki M, Sugita K, Sekiyama N, Kuwata K, Hamamoto R, Tochio H, Sato M, Ariyoshi M, Shirakawa M.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 109 ページ: 12950-12955
  • DOI: 10.1073/pnas.1203701109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Real-time background-free selective imaging of fluorescent nanodiamonds in vivo. (2012)
  • 著者名/発表者名: Igarashi R, Yoshinari Y, Yokota H, Sugi T, Sugihara F, Ikeda K, Sumiya H, Tsuji S, Mori I, Tochio H, Harada Y, Shirakawa M.
  • 雑誌名: Nano Lett 巻: 12 ページ: 5726-5732
  • DOI: 10.1021/nl302979d
  • 査読あり
• [雑誌論文] NMR analysis of Lys63-linked polyubiquitin recognition by the tandem ubiquitin-interacting motifs of Rap80. (2012)
  • 著者名/発表者名: Sekiyama N, Jee J, Isogai S, Akagi K, Huang TH, Ariyoshi M, Tochio H, Shirakawa M.
  • 雑誌名: J Biomol NMR 巻: 52 ページ: 339-350
  • DOI: 10.1007/s10858-012-9614-9.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Watching protein structure at work in living cells using NMR spectroscopy. (2012)
  • 著者名/発表者名: Tochio H
  • 雑誌名: Curr Opin Chem Biol 巻: 16 ページ: 609-613
  • DOI: 10.1016/j.cbpa.2012.10.022
  • 査読あり
• [学会発表] In-cell 19F NMR spectroscopy of proteins in HeLa cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Hidehito Tochio
  • 学会等名: The 41st KMRS Symposium
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 20120628-20120630
  • 招待講演