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2013 年度 実績報告書

分子シャペロン機能を有するシャトル型プロテアソーム活性化因子の同定と構造機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 24657113
研究機関大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設)

研究代表者

加藤 晃一  大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設), 岡崎統合バイオサイエンスセンター, 教授 (20211849)

キーワードプロテアソーム / 四次構造 / 活性化因子 / シャペロン / 古細菌
研究概要

PbaBの作動メカニズムを解明するために、本タンパク質が基質タンパク質を捕捉する際の分子間相互作用様式をNMR分光法および中性子小角散乱法を利用して明らかにすることを試みた。Pyrococcus furiosus由来PbaBおよびモデル基質として天然変性タンパク質であるα-synucleinを用いた。
重水素標識を利用した逆コントラストマッチング中性子小角散乱法によって、PbaBの4量体と複合体を形成しているα-synucleinの溶液散乱を選択的に観測し、その構造情報を得ることに成功した。その結果、PbaBに捕捉されるに際してα-synucleinの慣性半径は単独の状態と比べ有意に小さくなることが明かになった。また、α-synucleinは分子の一部に僅かながらαへリックス構造を有しているが、PbaBの結合に伴い、この構造が崩れることも見出した。一方、NMR解析により、α-synucleinは主にN末端付近の残基(37-42番目)を介してPbaBに結合していることが明かとなった。興味深いことに、α-synuclein上のPbaB結合部位は、分子中で僅かにαへリックスを形成している領域と一致していた。このように中性子小角散乱とNMR分光法の連携を通じて、PbaBとの結合に伴うα-synucleinの構造変化を捉えることができた。本研究を通じて確立した手法は、PbaBの機能発現メカニズムの解明をもたらすばかりでなく、複合体を形成している天然変性タンパク質の構造情報を取得するためのアプローチ法としても広く有用である。以上の成果は、学術雑誌[J. Appl. Crystallography, 47,430-435 (2014) ]に掲載された。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2014 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Conformational characterization of a protein complex involving intrinsically disordered protein by small-angle neutron scattering using the inverse contrast matching method: a case study of interaction between α-synuclein and PbaB tetramer as a model chaperone2014

    • 著者名/発表者名
      Sugiyama, M., Yagi, H., Yamaguchi, T., Kumoi, K., Hirai, M., Oba, Y., Sato, N., Porcar, L., Martele, A. and Kato, K.
    • 雑誌名

      J. Appl. Crystallography

      巻: 47 ページ: 430-435

    • DOI

      doi:10.1107/S1600576713033475

    • 査読あり
  • [学会発表] Mechanistic Insights into Dynamic Orchestration of Proteasomes2014

    • 著者名/発表者名
      Koichi Kato
    • 学会等名
      Applied Chemistry International Conference (PACCON) 2014
    • 発表場所
      Khon Kaen,Thailand
    • 年月日
      20140108-20140110
    • 招待講演
  • [学会発表] 生命分子の揺らぎと秩序形成

    • 著者名/発表者名
      Koichi Kato
    • 学会等名
      (独)日本学術振興会 分子系の複合電子機能第181委員会
    • 発表場所
      国際高等研究所(京都府)
    • 招待講演
  • [学会発表] An archaeal homolog of proteasome assembly chaperone forms a homotetramer and functions as proteasome activator

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Kumoi, Tadashi Satoh, Kazuyoshi Murata, Takeshi Hiromoto, Tsunehiro Mizushima, Yukiko Kamiya, Masanori Noda, Susumu Uchiyama, Masaaki Sugiyama, Hirokazu Yagi, Koichi Kato
    • 学会等名
      6th Japan-Korea Seminars on Biomolecular Science: Experiments and Simulation
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター(愛知県)
    • 招待講演
  • [学会発表] 生命分子のダイナミクスと自己組織化

    • 著者名/発表者名
      加藤晃一
    • 学会等名
      「分子基盤に基づく生体機能への揺らぎとダイナミックネットワークの解明」第1回研究会
    • 発表場所
      国際高等研究所(京都府)
    • 招待講演

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公開日: 2015-05-28  

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