• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2014 年度 実施状況報告書

ウィルスによるヒト抗ウィルス酵素の作用阻止機構の解明と創薬に向けた分子基盤の構築

研究課題

研究課題/領域番号 26440026
研究機関京都大学

研究代表者

永田 崇  京都大学, エネルギー理工学研究所, 准教授 (10415250)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードAPOBEC / NMR / Vif
研究実績の概要

Vif複合体のNMR構造・分子運動解析に向けて、VifとCBFβ、ユビキチンリガーゼ複合体のE.coliによる共発現系を各種構築した。構成タンパク質の発現誘導時期をずらすために、IPTGまたはarabinoseで発現誘導をかけられるプラスミドベクターを利用した。これにより、Vif複合体中CBFβのみを安定同位体標識化することが可能となった。現在同様にしてVifのみを安定同位体標識化できる系を構築しているところである。以前、Hsp70がVif複合体に結合すること、そしてそれにより、A3GのVifによる分解が抑制されることがin vivo実験により示された。そこで、Hsp70のE.coli発現及び精製方法を確立した。現在、上記のVif複合体発現系を用いて安定同位体標識化Vif複合体を調製し、Hsp70とのケミカルシフトパーターベーション実験(CSP)を行い、結合界面を同定する準備を進めている。また、Hsp70の点変異体、もしくは断片化したペプチドを作製し、CSP実験を行うことで同様に結合界面を同定する計画を立てている。他方、A3Gについて脱アミノ化酵素としての一本鎖DNA(ssDNA)への作用機構を解析した(PLoS One, 10, e0124142, 2015)。A3GはssDNA上、5’端領域に位置するシトシントリプレット(CCC)を高い頻度で脱アミノ化することが知られている。一箇所または複数箇所に核酸誘導体を施した各種ssDNAを合成し、A3Gの酵素反応に供した。酵素反応は、我々が独自に開発した実時間NMR法により追跡した。その結果、A3Gの脱アミノ化は、CCCを中心に置いた連続した5残基の糖と塩基を認識することで進むこと、また、A3GがssDNAのリン酸骨格の上をスライディングすることが明らかとなった。一方、癌タンパク質:阻害ペプチド複合体について、連結体とすることでNMR立体構造を決定した(PLoS One, 9, e109163, 2014)。このノウハウは本研究課題にそのまま適用することが出来る。

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

まず各種試料の調製方法を確立した。Vif複合体の構成タンパク質について、個別にNMRシグナルを観測することを目的に、一つのタンパク質のみ安定同位体標識化し、それ以外のタンパク質は非標識で得られるE.coli共発現系の構築を行った。Vif複合体の構成タンパク質をIPTGにより同時に共発現させる系は既に構築していたので、二段階でタンパク質の発現誘導を行える様に改変した。この系では、一段回目はarabinose、二段階目でIPTGにより発現誘導させることとした。はじめに、一段回目でCBFβを、二段階目でそれ以外を発現させるE.coli共発現系を構築した。これによりCBFβのみ安定同位体標識化することが可能となった。現在は、二段階目でVifのみを、一段回目でそれ以外を発現させる系を構築しているところであり、これを使えばVifのみの安定同位体標識化が可能となる。Vifの阻害剤候補であるHsp70のE.coli発現系を構築し、大量調製方法を確立した。Hsp70は、Vif複合体との結合部位が明らかとなれば、その領域を含む断片化領域が阻害ペプチドとなると考えられている。今回Hsp70調製方法を得たことにより、Hsp70とVif複合体の結合部位を同定するための材料が揃った。一方、Vif複合体と、それが標的とするAPOBECファミリータンパク質との相互作用様式についても原子レベルの知見を得ることが必要である。そこで、A3Gに加え、A3FのE.coli発現系を構築し、調製方法を確立した。目下A3FとVif複合体の結合実験の準備を進行している。他方、癌タンパク質:阻害ペプチド複合体について、連結体とすることでNMR立体構造を決定した(PLoS One, 9, e109163, 2014)。ここで蓄積されたノウハウは、本研究において、複合体の立体構造決定の際に活用される。以上の様に、本研究はおおむね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

本年度確立したVif複合体の各種E.coli共発現系を用いて、構成タンパク質を個別に安定同位体標識化し、NMR構造・分子運動解析に供する。本研究では、Vif複合体に対するRNAアプタマーを得ることを計画している。SELEXを行ったところ、非選択的なRNAの結合が見られた。これは、Vifが高度に塩基性であるためだと考えられ、今後セレクションの際の溶液条件を検討していく必要がある。他方、Vif複合体とHsp70、Vif複合体とA3GまたはA3Fの結合解析を進行させる。

次年度使用額が生じた理由

本年度にVif複合体の構成タンパク質選択的安定同位体標識を行い、大量調製、NMR解析を行う予定であった。また、この結果を基に国際学会で発表することも予定していた。しかし、計画を変更してHsp70、A3FなどVif複合体に結合するタンパク質のE.coli発現系構築及び調製方法の確立を行ったため、未使用額が生じた。

次年度使用額の使用計画

本年度に確立したVif複合体の構成タンパク質選択的安定同位体標識化方法を用いて、大量調製、NMR解析を行う。また、Hsp70、A3Fも本年度確立した調製方法を用いて大量調製を行う。そして、Vif複合体、Hsp70、A3Fなどについて結合実験及びNMR解析を行い、国際学会で得られた成果の発表を行う。未使用額は次年度の助成金と合わせてその経費に充てることにしたい。

  • 研究成果

    (26件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (23件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Boosting of activity enhancement of K+-responsive quadruplex hammerhead ribozyme2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamaoki, T. Mashima, T. Nagata, M. Katahira
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 51 ページ: 5898-5901

    • DOI

      10.1039/c5cc00961h

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Catalytic analysis of APOBEC3G involving real-time NMR spectroscopy reveals nucleic acid determinants for deamination2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kamba, T. Nagata, M. Katahira
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 10 ページ: e0124142

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0124142

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structural basis for inhibition of the MDM2:p53 interaction by an optimized MDM2-binding peptide selected with mRNA display2014

    • 著者名/発表者名
      T. Nagata, K. Shirakawa, N. Kobayashi, H. Shiheido, N. Tabata, Y. Sakuma-Yonemura, K. Horisawa, M. Katahira, N. Doi, H. Yanagawa
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 9 ページ: e109163

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0109163

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] タンパク質の構造、相互作用、酵素反応のNMRによる解析2015

    • 著者名/発表者名
      永田 崇
    • 学会等名
      第56回 日本生化学会 中国-四国支部例会
    • 発表場所
      島根大学大学会館(松江市)
    • 年月日
      2015-05-29 – 2015-05-30
    • 招待講演
  • [学会発表] CCND1転写抑制とテロメア短縮をもたらすTLS/FUSによる非コードRNAとDNA認識機構のNMR法による解明2014

    • 著者名/発表者名
      近藤敬子,真嶋司,山置佑大,大吉崇文,黒川理樹,永田崇,片平正人
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-27
  • [学会発表] 神経系幹細胞の未分化状態維持と発癌に関わるMusashi1タンパク質RBD2の構造機能解析2014

    • 著者名/発表者名
      岩岡諒,小林直宏,津田健吾,今井貴雄,岡野栄之,永田崇,片平正人
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-27
  • [学会発表] 実時間NMR法による抗HIV因子APOBEC3Gのスライディングにカップルした脱アミノ化機構の解析2014

    • 著者名/発表者名
      神庭圭佑,永田崇,片平正人
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-27
  • [学会発表] AML1 Runt domainとRNAアプタマーの相互作用のNMR解析2014

    • 著者名/発表者名
      高田健多,天野亮,永田崇,片平正人,野村祐介,田中陽一郎,中村義一,神津知子,坂本泰一
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-27
  • [学会発表] Deamination mechanism of an anti-HIV APOBEC3G coupled with sliding on single-stranded DNA as analyzed by real-time NMR monitoring method2014

    • 著者名/発表者名
      K. Kanba, A. Furukawa, K. Sugase, T. Nagata, M. Katahira
    • 学会等名
      The 41st International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 発表場所
      北九州国際会議場(北九州市)
    • 年月日
      2014-11-05 – 2014-11-07
  • [学会発表] Creation of novel Tat-binding aptamer and ribozyme whose activities switch on in response to K+ via quadruplex formation2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamaoki, T. Mashima, T. Nagata, M. Katahira
    • 学会等名
      The 41st International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 発表場所
      北九州国際会議場(北九州市)
    • 年月日
      2014-11-05 – 2014-11-07
  • [学会発表] Characterization of RNA aptamer targeting the DNA binding domain of AML1 protein2014

    • 著者名/発表者名
      K. Takada, R. Amano, Y. Tanaka, T. Nagata, M. Katahira, Y. Nakamura, T. Kozu, T. Sakamoto
    • 学会等名
      The 41st International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 発表場所
      北九州国際会議場(北九州市)
    • 年月日
      2014-11-05 – 2014-11-07
  • [学会発表] 神経系幹細胞の未分化状態維持と発癌に関わるMusashi1タンパク質の構造基盤2014

    • 著者名/発表者名
      岩岡諒,小林直宏,津田健吾,今井貴雄,岡野栄之,永田崇,片平正人
    • 学会等名
      第53回NMR討論会
    • 発表場所
      大阪大学コンベンションセンター(吹田市)
    • 年月日
      2014-11-04 – 2014-11-06
  • [学会発表] MagRO-NMRView、FLYAによる高度に自動化されたNMRデータ解析2014

    • 著者名/発表者名
      小林直宏,Bikash Ranjan Sahoo,永田崇,服部良一,Elena Schmidt,Peter Güntert,児嶋長次郎,藤原敏道
    • 学会等名
      第53回NMR討論会
    • 発表場所
      大阪大学コンベンションセンター(吹田市)
    • 年月日
      2014-11-04 – 2014-11-06
  • [学会発表] NMR study of the Interaction between MDM2 and a Peptide Selected by mRNA Display2014

    • 著者名/発表者名
      T. Nagata, K. Shirakawa, N. Kobayashi, H. Shiheido, N. Tabata, Y. Sakuma-Yonemura, K. Horisawa, M. Katahira, N. Doi, H. Yanagawa
    • 学会等名
      Biophysical Society Thematic Meeting Disordered Motifs and Domains in Cell Control
    • 発表場所
      Davenport Hotel Dublin (Ireland)
    • 年月日
      2014-10-11 – 2014-10-15
  • [学会発表] NMR analysis of the interaction between an artificial RNA and a transcription factor2014

    • 著者名/発表者名
      K. Takada, R. Amano, T. Nagata, M. Katahira, Y. Nomura, Y. Tanaka, Y. Nakamura, T. Kozu, T. Sakamoto
    • 学会等名
      The 5th International Symposium of Advanced Energy Science -Contribution to Zero-Emission Energy-
    • 発表場所
      京都大学(宇治市)
    • 年月日
      2014-09-30 – 2014-10-02
  • [学会発表] Real-time NMR monitoring of enzymatic reaction of anti-HIV protein, structure of anti-prion RNA aptamer and wood biomass analysis2014

    • 著者名/発表者名
      Kanba, K., Mashima, T., Okamura, H., Furukawa, A., Sugase, K., Nishimura, H., Watanabe, T., Nagata, T., and Katahira, M.
    • 学会等名
      The 5th Japan-Taiwan NMR symposium
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2014-09-29 – 2014-09-30
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of Tat-binding aptamer and ribozyme which switch their activities in response to K+2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamaoki, T. Mashima, T. Nagata, M. Katahira
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(札幌市)
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [学会発表] Screening for novel aptamer against prion protein and its structural study2014

    • 著者名/発表者名
      T. Mashima, F. Nishikawa, Y.O. Kamatari, T. Nagata, S. Nishikawa, K. Kuwata, M. Katahira
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(札幌市)
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [学会発表] Substrate Recognition and Sliding Properities of an Anti-HIV Factor APOBEC3G analyzed by Real-time NMR Monitoring Strategy2014

    • 著者名/発表者名
      K. Kamba, T. Nagata, M. Katahira
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(札幌市)
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [学会発表] Functional mechanism of an anti-HIV protein, APOBEC3G, as revealed by real-time NMR monitoring of its enzymatic reaction2014

    • 著者名/発表者名
      K. Kanba, A. Furukawa, K. Sugase, R. Morishita, T. Nagata, M. Katahira
    • 学会等名
      XXVIth International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems
    • 発表場所
      Hyatt Regency - Dallas(USA)
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-29
  • [学会発表] PROPERTIES OF RNA APTAMER BINDING TO AML1 RUNT DOMAIN2014

    • 著者名/発表者名
      R. Amano, Y. Nomura, T. Nagata, N. Kobayashi, Y. Mori, K. Takada, J. Fukunaga, Y. Tanaka, M. Katahira, Y. Nakamura, T. Kozu, T. Sakamoto
    • 学会等名
      XXI ROUND TABLE ON NUCLEOSIDES, NUCLEOTIDES AND NUCLEIC ACIDS
    • 発表場所
      Conference Centre of Poznan University of Technology (Poland)
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-28
  • [学会発表] カリウムイオンを感知して自らの活性をスイッチングするTat捕捉アプタマーおよびリボザイムの創製2014

    • 著者名/発表者名
      山置佑大,真嶋司,永田崇,片平正人
    • 学会等名
      第16回日本RNA学会年会
    • 発表場所
      ウインクあいち(名古屋市)
    • 年月日
      2014-07-23 – 2014-07-25
  • [学会発表] Structural and functional analysis of Musashi, a neural and oncogenic RNA-binding protein2014

    • 著者名/発表者名
      R. Iwaoka, T. Nagata, T. Imai, H, Okano, M. Katahira
    • 学会等名
      第16回日本RNA学会年会
    • 発表場所
      ウインクあいち(名古屋市)
    • 年月日
      2014-07-23 – 2014-07-25
  • [学会発表] The structural and energetic basis for the high-potency inhibition of MDM2-p53 interaction by MDM2-binding peptide obtained with IVV method2014

    • 著者名/発表者名
      T. Nagata, K. Shirakawa, B.R. Sahoo, H. Shiheido, K. Horisawa, M. Katahira, N. Kobayashi, N. Doi, H. Yanagawa
    • 学会等名
      第14回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      ワークピア横浜(横浜市)
    • 年月日
      2014-06-25 – 2014-06-27
  • [学会発表] CCND1転写抑制とテロメア短縮に関与する天然変性蛋白質TLS/FUSによる非コードRNAとDNAの認識機構のNMR法による解明2014

    • 著者名/発表者名
      近藤敬子,真嶋司,大吉崇文,黒川理樹,永田崇,片平正人
    • 学会等名
      第14回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      ワークピア横浜(横浜市)
    • 年月日
      2014-06-25 – 2014-06-27
  • [学会発表] AML1タンパク質のRuntドメインに結合するRNAアプタマーの取得と解析2014

    • 著者名/発表者名
      高田健多,天野亮,永田崇,片平正人,中村義一,神津知子,坂本泰一
    • 学会等名
      日本生化学会関東支部定例会
    • 発表場所
      茨城大学(水戸市)
    • 年月日
      2014-06-14 – 2014-06-14

URL: 

公開日: 2016-05-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi