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2012 年度 実績報告書

ヒトの鉄イオン輸送システムの作動原理と生体内鉄動態の解明

研究課題

研究課題/領域番号 24687015
研究種目

若手研究(A)

研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

杉本 宏  独立行政法人理化学研究所, 城生体金属科学研究室, 専任研究員 (90344043)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
キーワード金属イオン / ヘム / トランスポーター / X線 / 結晶
研究概要

本研究ではヒト小腸における鉄獲得の分子メカニズムを解明することを目的とし、鉄還元酵素Dcytbやトランスポーターの立体構造の解析を目指している。Dcytbの精製と結晶化に成功しており、X線回折実験を進めてきたが、構造解析に必要な分解能が得られていない。そこで、Dcytbとそのモノクローナル抗体フラグメントが結合した状態で結晶化する方法を検討した。膜タンパク質であるDcytbを可溶化するために加えている界面活性剤のミセルが結晶化の際に分子の相互作用を邪魔していることから、目的たんぱく質と抗体フラグメントを結合させて親水性領域の表面積が広げることで結晶内のタンパク質分子間の相互作用を安定化させることがねらいである。これによりX線回折分解能の向上が期待される。Anti-Dcytb IgGを含むマウス腹水からの抗体フラグメントの調製をプロテインAカラムによるアフィニティークロマトグラフィー、プロテアーゼによる抗体フラグメント化、陰イオン交換クロマトグラフィーの順でおこなった。その結果、純度の高い精製試料を得た。精製したDcytbと抗体フラグメントを混合してゲルろ過クロマトグラフィーによって抗体結合能の評価を行った結果、両者が複合体を形成した状態で溶出されたことから、高い親和性があることが確認できた。今後は抗体のフラグメントの際の回収率をより高めで結晶化に利用する事が可能である。また、界面活性剤の種類を検討していくことも合わせて行う。

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

低分解能ながらDcytbの結晶が得られており、高分解能結晶化に向けたモノクローナル抗体を調製するためのハイブリドーマ細胞のスクリーニングが順調に進展した。

今後の研究の推進方策

初年度に引き続きDcytb、鉄インポーターそしてエクスポーターの調製と結晶化を継続し、得られた結晶の回折データ収集・処理などの構造解析を進める。

次年度の研究費の使用計画

高品質のタンパク質結晶を調製するためにモノクローナル抗体の調製や結晶化作業などを行う人件費および消耗品の購入に充てる計画である。次年度使用額については、抗体を得るために必要なマウス腹水化作業の一部が予定よりも遅延している状況であるため、次年度以降のマウス腹水の調製に使用する予定である。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2012

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Structural basis for the transcriptional regulation of heme homeostasis in Lactococcus lactis2012

    • 著者名/発表者名
      Sawai, H., Yamanaka, M., Sugimoto, H., Shiro, Y., Aono, S.
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 287 ページ: 30755-30768

    • DOI

      10.1074/jbc.M112.370916

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural basis for oxygen sensing and signal transduction of the heme-based sensor protein Aer2 from Pseudomonas aeruginosa2012

    • 著者名/発表者名
      Sawai, H., Sugimoto, H., Shiro, Y., Ishikawa, H., Mizutani, Y., Aono, S.
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 48 ページ: 6523-6525

    • DOI

      10.1039/c2cc32549g

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural basis for nitrous oxide generation by bacterial nitric oxide reductases2012

    • 著者名/発表者名
      Shiro, Y., Sugimoto, H., Tosha, T., Nagano, S., Hino, T
    • 雑誌名

      Philosophical Transactions of the Royal Society B

      巻: 367 ページ: 1195-1203

    • DOI

      10.1098/rstb.2011.0310

    • 査読あり
  • [学会発表] Reaction mechanism of indoleamine 2,3-dioxygenase revealed by crystallo graphic and spectroscopic analysis2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Sugimoto
    • 学会等名
      13th Symposium of the International Study Group of Tryptophan Research
    • 発表場所
      Masonic Centre (Sydney, Australia)(招待講演)
    • 年月日
      2012-11-08

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公開日: 2014-07-16  

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