天然変性蛋白質の多分子認識機構の熱力学

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23570193
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 浜田 大三 神戸大学, 医学(系)研究科(研究院), 非常勤講師 (60372132)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 天然変性蛋白質 / 分子認識 / フォールディング / 構造転移 / 腸管出血性大腸菌 / 円二色性 / 蛍光偏光解消 / X線小角散乱

研究概要

生合成される蛋白質は、そのアミノ酸配列に特有の立体構造を形成し機能を獲得する。一方、ゲノム上には、それ単独では、特異的な立体構造を形成しない「天然変性蛋白質」が多く存在する。天然変性蛋白質は、特定のリガンドと結合し、特異的な構造を形成することで機能を獲得する。
本研究では、腸管出血性大腸菌O157の天然変性型病原因子であるEspBによるリガンド結合の物理化学的メカニズムを調べた。その結果、EspBによるαカテニンの分子認識反応が、EspBの41～70番目のアミノ酸領域で作られる不安定なαへリックス構造を介して進行する「構造選択的結合機構」により説明されることが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Structural basis ofα-catenin recognition by EspB from enterohaemorrhagic E. coli based on hybrid strategy using low-resolution structural and protein dissection (2013)
  • 著者名/発表者名: Hamaguchi M, Kamikubo H, Suzuki KN, Hagihara Y, Yanagihara I, Sakata I, Kataoka M, Hamada D.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8(8) ページ: 71618
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0071618
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular dissection of IZUMO1, a sperm protein essential for sperm-egg fusion (2013)
  • 著者名/発表者名: Inoue N, Hamada D, Kamikubo H, Hirata K, Kataoka M, Yamamoto M, Ikawa M, Okabe M, Hagihara Y.
  • 雑誌名: Development 巻: 140 ページ: 3221-3229
  • DOI: 10.1242/dev.094854
  • 査読あり
• [雑誌論文] MIT domain of Vps4 is a Ca^<2+>-dependent phosphoinositide-binding domain (2013)
  • 著者名/発表者名: Iwaya N, Takasu H, Goda N, Shirakawa M, Tanaka T, Hamada D, Hiroaki H.
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry 巻: 153 ページ: 473-481
  • DOI: 10.1093/jb/mvt012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Binding of islet amyloid polypeptide to supported lipid bilayers and amyloid aggregation at the membranes (2012)
  • 著者名/発表者名: Sasahara K, Morigaki K, Okazaki T, Hamada D.
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 51 ページ: 6908-6919
  • DOI: 10.1021/bi300542g
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Ca^<2+> on the microtubule-severing enzyme p60-katanin. Insight into the substrate-dependent activation mechanism (2012)
  • 著者名/発表者名: Iwaya N, Akiyama K, Goda N, Tenno T, Fujiwara Y, Hamada D, Ikura T, Shirakawa M, Hiroaki H.
  • 雑誌名: FEBS Journal 巻: 279 ページ: 1339-1352
  • DOI: 10.1111/j.1742-4658.2012.08528.x
  • 査読あり
• [学会発表] 免疫グロブリン軽鎖可変ドメインの構造揺らぎと分子病態 (2014)
  • 著者名/発表者名: 浜田大三
  • 学会等名: 第三回岐阜構造生物学・医学・論理的創薬研究会シンポジウム
  • 発表場所: 岐阜大学
  • 年月日: 2014-03-18
• [学会発表] 免疫グロブリン関連アミロイドーシス発症の分子病態学-構造揺らぎの伝播と不安定化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 浜田大三.
  • 学会等名: 立命館大学R-GIRO研究プログラム「蛋白質のフォールディングおよびフォールディング病発症機構の解明のための統合研究」セミナー
  • 発表場所: 立命館大学草津キャンパス
  • 年月日: 2014-03-14
• [学会発表] タンパク質構造決定～各手法の強み・留意点 (2014)
  • 著者名/発表者名: 浜田大三
  • 学会等名: 文部科学省「地域イノベーション戦略支援プログラム」関西ライフイノベーション戦略プロジェクト「先進技術活用力養成講座(第一回)構造ベース創薬セミナー」
  • 発表場所: 計算科学振興財団
  • 年月日: 2014-03-07
• [学会発表] 免疫グロブリン関連アミロイドーシス発症における分子病態学 (2014)
  • 著者名/発表者名: 浜田大三
  • 学会等名: 名古屋大学大学院創薬化学研究科(共催理学研究科附属構造生物学研究センター)創薬科学セミナー
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-01-30
• [学会発表] Toward understanding the mechanism of cytotoxicity of amyloidogenic variable domain of immunoglobulin light chains (2013)
  • 著者名/発表者名: Hamada D.
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 京都国際会議場
  • 年月日: 2013-10-30
• [学会発表] 腸管出血性大腸菌による中毒発生のメカニズム‐構造生物学的・生化学的アプローチ‐ (2013)
  • 著者名/発表者名: 浜田大三
  • 学会等名: 第35回日本中毒学会総会・学術集会(特別講演)
  • 発表場所: 大阪国際交流センター
  • 年月日: 2013-06-12
• [学会発表] Trp走査及びタンパク質切断による腸管出血性大腸菌因子EspBの標的結合部位の同定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 縄田万里奈, 上久保裕生, 片岡幹雄, 浜田大三
  • 学会等名: 第13回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: とりぎん文化会館
  • 年月日: 2013-06-12
• [学会発表] 免疫グロブリン軽鎖のアミロイド線維形成とフォールディング中間状態の関係 (2013)
  • 著者名/発表者名: 堤浩祟, 小林祐大, 浜田大三
  • 学会等名: 第13回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: とりぎん文化会館
  • 年月日: 2013-06-12
• [学会発表] タイトジャンクション抑制分解因子LNX1の構造に基いた創薬 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中倉由香子, 天野剛志, 合田名都子, 秋吉由佳里, 鈴木守, 浜田大三, 古瀬幹夫, 廣明秀一
  • 学会等名: 第13回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: とりぎん文化会館
  • 年月日: 2013-06-12
• [学会発表] Identification ofα-catenin binding site in promolten globule type intrinsically disordered protein, EspB from enteroharmorrhagic E. coli (2012)
  • 著者名/発表者名: Nawata M, Kamikubo H, Kataoka M, Hamada D.
  • 学会等名: 新学術領域研究揺らぎと生体機能第6回公開シンポジウム
  • 発表場所: 京都テルサ
  • 年月日: 2012-12-05
• [学会発表] 内分泌攪乱物質によるプロテインジスルフィドイソメラーゼの構造変化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 奥村正樹, 橋本翔子, 縄田万里奈, 油谷克英, 引間孝明, 浜田大三, 日高雄二, 伊藤廉, 志波公平, 今岡進, 山口宏
  • 学会等名: 第12回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2012-06-20
• [学会発表] 微小管切断酵素p60-kataninに対するCa^<2+>の効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩谷奈央子, 合田名都子, 天野剛志, 藤原芳江, 浜田大三, 伊倉貞吉, 白川昌宏, 廣明秀一
  • 学会等名: 第12回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2012-06-20
• [学会発表] Conformational properties of intrinsically less-ordered EspB effector from Enterohaemorrhagic Esherichia coli (2012)
  • 著者名/発表者名: Hamada D, Hagihara Y, Kamikubo H, Kataoka M.
  • 学会等名: The 5th international symposium on "Molecular Science of Fluctuations tward Biological Functions"
  • 発表場所: 東大寺文化センター
  • 年月日: 2012-01-08
• [学会発表] 高次蛋白質複合体における分子内構造揺らぎの役割 (2011)
  • 著者名/発表者名: 浜田大三
  • 学会等名: 難治性疾患・統合創薬プロジェクト第8回セミナー
  • 発表場所: 立命館大学草津キャンパス
  • 年月日: 2011-11-28
  • 招待講演
• [学会発表] 分子内ダイナミクスがもたらす、高次分子間相互作用の制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 浜田大三
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] 細胞間接着の制御に関わるLNX1の構造・機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 秋吉由佳里, 合田名都子, 成田宏隆, 鈴木守, 天野剛志, 浜田大三, 藤原芳江, 中川敦史, 古瀬幹夫, 廣明秀一
  • 学会等名: 第11回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポパーク
  • 年月日: 2011-06-09
• [図書] Probing dynamic fibril-formation by an integrated microscopic approach (Current Microscopy Contributions to Advances in Science and Technology) (2013)
  • 著者名/発表者名: Hamada D. 他
  • 総ページ数: 668-677
  • 出版者: Formatex