細胞質ダイニンの微小管親和性制御機構の解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24770090
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 構造生物化学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 西田 紀貴 東京大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (50456183)
• 連携研究者: 嶋田 一夫 東京大学, 大学院薬学系研究科 (70196476)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 核磁気共鳴法 / クライオ電顕 / モーター蛋白質

研究概要

細胞質ダイニンの微小管親和性を制御する構造メカニズムを明らかとするため、微小管結合ドメイン(MTBD)の立体構造および微小管との複合体構造の解明を行った。まず、コイルドコイル鎖にS-S結合を導入して低親和性および高親和性状態に固定したコンストラクトMTBD-LowおよびMTBD-Highを構築し、NMRによる構造決定を行った。また、MTBD-Highと微小管複合体の立体構造をクライオ電子顕微鏡により解析し、単粒子解析法に基づく3次元再構成により、分解能9Å（FSC=0.5）の密度マップを得た。得られたNMR構造と電顕構造に基づいて、MTBDがMTとの親和性を制御するモデルを提唱した。

研究成果

• [雑誌論文] Cross-saturation and transferred cross-saturation experiments (2014)
  • 著者名/発表者名: Ueda T, Takeuchi K, Nishida N, Stampoulis P, Kofuku Y, Osawa M, Shimada I
  • 雑誌名: Q Rev Biophys 巻: 47(2) ページ: 143-87
  • DOI: 10.1017/S0033583514000043
• [雑誌論文] Functional dynamics of cell surface membrane proteins (2014)
  • 著者名/発表者名: Nishida N, Osawa M, Takeuchi K, Imai S, Stampoulis P, Kofuku Y, Ueda T, Shimada I
  • 雑誌名: J Magn Reson 巻: 241 ページ: 86-96
  • DOI: 10.1016/j.jmr.2013.11.007
• [雑誌論文] Backbone and side-chain (1)H, (15)N and (13)C resonance assignments of the microtubule-binding domain of yeast cytoplasmic dynein in the high and low-affinity states (2013)
  • 著者名/発表者名: Takarada O, Nishida N, Kikkawa M, Shimada I
  • 雑誌名: Biomol NMR Assign 巻: (印刷中)
• [雑誌論文] Nuclear magnetic resonance approaches for characterizing interactions between the bacterial chaperonin GroEL and unstructured proteins (2013)
  • 著者名/発表者名: Nishida N, Yagi-Utsumi M, Motojima F, Yoshida M, Shimada I, Kato K
  • 雑誌名: J Biosci Bioeng 巻: 116(2) ページ: 160-4
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2013.02.012
• [雑誌論文] A Gel-Encapsulated Bioreactor System for NMR Studies of Protein-Protein Interactions in Living Mammalian Cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Kubo S, Nishida N, Udagawa Y, Takarada O, Ogino S, Shimada I
  • 雑誌名: Angew Chem Int Ed Engl 巻: 52(4) ページ: 1208-11
  • DOI: 10.1002/anie.201207243
• [雑誌論文] Functional dynamics of proteins revealed by solution NMR (2012)
  • 著者名/発表者名: Osawa M, Takeuchi K, Ueda T, Nishida N, Shimada I
  • 雑誌名: Curr Opin Struct Biol 巻: 22(5) ページ: 660-9
  • DOI: 10.1016/j.sbi.2012.08.007
• [雑誌論文] An NMR method to study protein-protein interactions (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishida N, Shimada I
  • 雑誌名: Methods Mol Biol 巻: 757 ページ: 129-37
  • DOI: 10.1007/978-1-61779-166-6_10
• [学会発表] NMR observation of protein-protein interactions in living mammalian cells using a gel encapsulated bioreactor system (2013)
  • 著者名/発表者名: 西田紀貴、嶋田一夫
  • 学会等名: 第36回分子生物学会年会
  • 発表場所: 兵庫県神戸市
  • 年月日: 20131203-05
• [学会発表] Affinity regulation mechanism of microtubule-binding domain of cytoplasmic dynein (2013)
  • 著者名/発表者名: 西田紀貴、宝田理、吉川雅英、嶋田一夫
  • 学会等名: Dynein2013
  • 発表場所: 兵庫県神戸市
  • 年月日: 20131101-03
• [学会発表] A gel-encapsulated bioreactor system for NMR studies of protein-protein interactions in living mammalian cells. ゲル包埋型バイオリアクターを用いた生細胞内蛋白質間相互作用のNMR観測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西田紀貴、嶋田一夫
  • 学会等名: 日本生物物理学会第51回年会
  • 発表場所: 京都府京都市
  • 年月日: 20131028-30
• [学会発表] バイオリアクターを用いたin-cell NMR法による細胞内タンパク質間相互作用の観測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西田紀貴、嶋田一夫
  • 学会等名: 日本薬学会第133回年会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市
  • 年月日: 20130327-30
• [学会発表] Elucidation of the affinity switching mechanism of the microtubule-binding domain of cytoplasmic dynein (2012)
  • 著者名/発表者名: 宝田理、西田紀貴、吉川雅英、嶋田一夫
  • 学会等名: 25th ICMRBS
  • 発表場所: リヨン、フランス
  • 年月日: 20120819-24
• [学会発表] An NMR method to observe protein-protein interactions in living mammalian cells using the gel encapsulated bioreactor system (2012)
  • 著者名/発表者名: 久保智史, 西田紀貴, 宇田川侑子, 宝田理, 荻野新治, 嶋田一夫
  • 学会等名: 25th ICMRBS
  • 発表場所: リヨン、フランス
  • 年月日: 20120819-24
• [備考] 東京大学薬学部生命物理化学教室
  • URL: http://ishimada.f.u-tokyo.ac.jp/public_html/index_j.html