• 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

2015 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

HIV1のVif複合体は、抗HIV1因子APOBEC 3Gタンパク質(A3G)をユビキチン化して分解に導く。今年度はまず、Vif複合体とAPOBECファミリータンパク質、またはVif複合体とその阻害剤について、NMR法により相互作用、立体構造及び分子運動の解析を行うために、試料調製方法をさらに検討した。複数のタンパク質からなる複合体の系にNMR法を適用するためには、情報を得たいタンパク質のみを安定同位体標識化することが有効である。昨年度までは、Vif複合体に含まれる構成タンパク質のうち、CBFβのみ安定同位体標識化できることに成功していたが、今年度はさらにVif、EloB/EloCまたはCul5について各々単独で安定同位体標識化できる調製方法を確立した。
A3Gは、N端とC端にデアミネースドメインを有するが、Vif複合体はA3GのN端ドメイン(A3G-NTD)に結合することが知られている。一方、C端ドメイン(A3G-CTD)には脱アミノ化活性があり、我々はこれまでA3G-CTDの立体構造及び酵素活性解析を行ってきた。今年度は、Vif複合体のA3G-CTDの酵素活性に対する効果を調べた。その結果、Vif複合体は、A3G-NTDのみならず、A3G-CTDに対しても機能の阻害効果があることを明らかにした。
一方、APOBECファミリータンパク質のうちAPOBEC 3F(A3F)も抗HIV1活性があり、Vif複合体の標的となることが知られている。またA3F-CTDは、脱アミノ化活性を持つこと、またVif複合体が直接結合することなどが報告されている。昨年度はこのA3FのC端ドメイン(A3F-CTD)の調製に成功していたが、今年度はコンストラクトを改良し、より溶解度の高いA3F-CTDを得た。そして、脱アミノ化活性及びVif複合体による機能の阻害効果について検討を開始した。

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

Vif複合体の各構成タンパク質、Vif、EloB/EloC、Cul5、CBFβについて、各々単独で安定同位体標識化することの出来るE. coliタンパク質発現系を構築した。昨年度確立していた共発現系、すなわち、一段回目はarabinose、二段階目はIPTGにより発現誘導できる系を応用した。一段階目で発現するタンパク質を標識化する場合は、15N標識化が可能であり、二段階目のタンパク質を標識化する場合は、15N標識化、13C標識化または15N,13C二重標識化することが可能となる。目下この系を使って、Vif複合体とAPOBECファミリータンパク質、またはVif複合体とその阻害剤について、NMR法により相互作用、立体構造及び分子運動の解析を行う準備を進めているところである。
我々が開発したNMRリアルタイムモニタリング法を用いて、A3G-CTDの酵素活性に対するVif複合体の効果を調べた。A3G-CTDと標的配列であるシトシントリプレット(CCC)を2つ有する一本鎖DNAを混合し、さらにVif複合体を加えてA3G-CTDの脱アミノ化活性と3'→5'極性を測定した。その結果、Vif複合体の量が多いほど、A3G-CTDの脱アミノ化活性及び3'→5'極性の低下が見られた。Vif複合体が直接一本鎖DNAに結合することを確認したが、現在Vif複合体とA3G-CTDの直接の結合の有無も検証しているところである。
昨年度構築したA3F-CTDのE. coli発現系を元に、複数の点変異体を導入した。その結果、より溶解度の高いA3F-CTDを得ることに成功した。得られたA3F-CTDについて、ウラシルグリコシラーゼアッセイ及びNMRリアルタイムモニタリング法を行い脱アミノ化活性があることを確認した。また、このA3F-CTDに15N標識を導入することに成功し、良好なHSQCスペクトルを得ることにも成功した。

今後の研究の推進方策

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が、目下SELEX法の条件検討を行っているところである。また、Vif複合体とHsp70の結合解析も引き続き行う。

次年度使用額が生じた理由

本年度は、Vif複合体の各構成タンパク質を各々単独で安定同位体標識化するための系を構築した。そして、非標識化Vif複合体を用いてより純度の高い精製方法の確立を行ったため、安定同位体標識化を次年度に行うことに計画を変更した。A3Fについても、より溶解度を上げるために変異体を作製・スクリーニングしたため、安定同位体標識化及び大量調製を次年度に行うことに計画を変更した。他方、SELEX法によりRNAアプタマーを得るための条件検討を続けており、RNAアプタマーを得られていない。そのため、RNAアプタマーの大量調製を次年度に行うことに計画を変更した。以上の理由で未使用額が生じた。

次年度使用額の使用計画

Vif複合体の構成タンパク質を各々単独で安定同位体標識化し、大量調製、NMR実験を行う。同様に、A3F、SELEXで得たRNAアプタマーについても安定同位体標識化し、大量調製、NMR実験を行う。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

    (33件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 10件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] The binding specificity of translocated in liposarcoma/fused in sarcoma with lncRNA transcribed from the promoter region of cyclin D12016

    • 著者名/発表者名
      Yoneda, R., Suzuki, S., Mashima, T., Kondo, K., Nagata, T., Katahira, M. and Kurokawa, R.
    • 雑誌名

      Cell Biosci.

      巻: 6(4) ページ: 1-12

    • DOI

      10.1186/s13578-016-0068-8

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Accurate and molecular-size-tolerant NMR quantitation of diverse components in solution2016

    • 著者名/発表者名
      Okamura, H., Nishimura, H., Nagata, T., Kigawa, T., Watanabe, T. and Katahira M.
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 6(21742) ページ: 1-12

    • DOI

      10.1038/srep21742

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Characterization of the deamination coupled with sliding along DNA of anti-HIV factor APOBEC3G on the basis of the pH-dependence of deamination revealed by real-time NMR monitoring2016

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

      Front. Microbiol.

      巻: 0 ページ: 0

    • DOI

      10.3389/fmicb.2016.00587

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structure, dynamics and interaction of p54nrb/NonO RRM1 with 5' Splice Site RNA sequence.2016

    • 著者名/発表者名
      Duvignaud JB, Bedard M, Nagata T, Muto Y, Yokoyama S, Gagne; SM, Vincent M
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 0 ページ: 0

    • DOI

      10.1021/acs.biochem.5b01240

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] K+-responsive off-to-on switching of hammerhead ribozyme through dual G-quadruplex formation requiring no heating and cooling treatment2015

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

      Biochemical and biophysical research communications

      巻: 468(1-2) ページ: 27-31

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2015.10.173

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Binding properties of RNA aptamer against AML1 Runt domain2016

    • 著者名/発表者名
      R. Amano, K. Takada, T. Nagata, Y. Nomura, J. Fukunaga, Y. Tanaka, M. Katahira, Y. Nakamura, T. Kozu and T. Sakamoto
    • 学会等名
      Aptamer 2016
    • 発表場所
      St Hilda's College (Oxford)
    • 年月日
      2016-04-04 – 2016-04-05
    • 国際学会
  • [学会発表] Tandem GGA repeat G-quadruplex as an anti-prion protein aptamer and a K+-responsive structural/functional switching device2016

    • 著者名/発表者名
      T. Nagata, T. Mashima, Y. Yamaoki, F. Nishikawa, Y.O. Kamatari, S. Nishikawa, K. Kuwata and M. Katahira
    • 学会等名
      Aptamer 2016
    • 発表場所
      St Hilda's College (Oxford)
    • 年月日
      2016-04-04 – 2016-04-05
    • 国際学会
  • [学会発表] 転写因子AML1のDNA結合部位を標的とする高親和性RNAアプタマーの開発と解析2016

    • 著者名/発表者名
      天野亮,高田健多,田中陽一郎, 永田崇, 片平正人, 中村義一, 神津知子,坂本泰一
    • 学会等名
      第5回日本生物物理学会関東支部会
    • 発表場所
      桐生地域地場産業振興センター (桐生市)
    • 年月日
      2016-03-10 – 2016-03-11
  • [学会発表] 疾患に関わる天然変性蛋白質の昨日を阻害するRNAアプタマーと高親和性ペプチドのNMRによる構造機能相関解析2016

    • 著者名/発表者名
      永田 崇
    • 学会等名
      第4回ネオバイオ分子研究会
    • 発表場所
      大阪府立大学 (大阪市)
    • 年月日
      2016-01-29
    • 招待講演
  • [学会発表] Binding properties of RNA aptamer that binds to the transcription factor AML1 Runt domain2016

    • 著者名/発表者名
      R. Amano, K. Takada, Y. Tanaka, T. Nagata, M. Katahira, Y. Nakamura, T. Kozu and T. Sakamoto
    • 学会等名
      The 8th Takeda Science Foundation Symposium on PharmaSciences
    • 発表場所
      武田薬品研修所 (大阪)
    • 年月日
      2016-01-21 – 2016-01-22
    • 国際学会
  • [学会発表] NMR study of RNA aptamer that binds to the transcription factor AML1 Runt domain2016

    • 著者名/発表者名
      T. Sakamoto, R. Amano, Y. Nomura, T. Nagata, M. Katahira, J. Fukunaga, Y. Tanaka, Y. Nakamura and T. Kozu
    • 学会等名
      The 8th Takeda Science Foundation Symposium on PharmaSciences
    • 発表場所
      武田薬品研修所 (大阪)
    • 年月日
      2016-01-21 – 2016-01-22
    • 国際学会
  • [学会発表] 転写因子AML1 Runt domainを標的とした高親和性RNAアプタマーの特徴2015

    • 著者名/発表者名
      高田健多,天野亮,田中陽一郎,永田崇,片平正人,中村義一,神津知子,坂本泰一
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド (神戸市)
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [学会発表] Analysis of the biocharacteristics of APOBEC3F by real-time NMR2015

    • 著者名/発表者名
      L. Wan,K. Kamba,T. Nagata,M. Katahira
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド (神戸市)
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [学会発表] Heterologous expression and struature-activity relationship analysis of the oxidative enzymes involved in lignosellulose degradatioin from wood rotting fungi2015

    • 著者名/発表者名
      M. Lin,T. Nagata,B. Mikami,M. Katahira
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド (神戸市)
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [学会発表] NMRによる実時間酵素活性アッセイにより抗ウィルス因子APOBEC3Gの脱アミノ化機構を明らかにする2015

    • 著者名/発表者名
      神庭圭佑,永田崇,片平正人
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド (神戸市)
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [学会発表] AML1 (RUNX1)タンパク質のRuntドメインとRNAアプタマーの相互作用のNMR解析2015

    • 著者名/発表者名
      天野亮,高田健多,田中陽一郎,永田崇,片平正人,野村祐介,福永淳一,中村義一,神津知子, 坂本泰一
    • 学会等名
      日本核酸医薬学会第1回年会
    • 発表場所
      京都テルサ (京都市)
    • 年月日
      2015-11-30 – 2015-12-02
  • [学会発表] リアルタイムNMR法の新たな展開ー抗HIVタンパク質APOBECG3Gの認識ヌクレチド、DNA上のスライディング及びエピジェネクスとの関連に関する新知見ー2015

    • 著者名/発表者名
      神庭圭佑,永田崇,片平正人
    • 学会等名
      第54回NMR討論会
    • 発表場所
      千葉工業大学 (千葉市)
    • 年月日
      2015-11-06 – 2015-11-08
  • [学会発表] 転写因子AML1 Runt domainに結合する高親和性RNAアプタマーのNMR解析2015

    • 著者名/発表者名
      高田健太,天野亮,田中陽一郎,永田崇,片平正人,中村義一,神津知子,坂本泰一
    • 学会等名
      第54回NMR討論会
    • 発表場所
      千葉工業大学 (千葉市)
    • 年月日
      2015-11-06 – 2015-11-08
  • [学会発表] 木質バイオマスの特性を決めるリグニンー多糖結合様式の決定2015

    • 著者名/発表者名
      神谷明宏,西村裕志,永田一真,永田崇,渡辺隆司,片平正人
    • 学会等名
      第54回NMR討論会
    • 発表場所
      千葉工業大学 (千葉市)
    • 年月日
      2015-11-06 – 2015-11-08
  • [学会発表] 海洋性Novosphingubium属細菌に由来するリグニンモデル2量体β-O-4結合開裂酵素群の酵素学的解析2015

    • 著者名/発表者名
      大田ゆかり、黒澤佳奈子、永田崇、片平正人、西村裕志、渡辺隆司、長谷川良一、秦田勇二
    • 学会等名
      第60回リグニン討論会
    • 発表場所
      筑波大学 (筑波市)
    • 年月日
      2015-11-05 – 2015-11-06
  • [学会発表] NMR study of the recognition of non-coding RNA and DNA by TLS/FUS, a key regulator of cyclin D12015

    • 著者名/発表者名
      Kondo, K., Mashima, T., Oyoshi, T., Kurokawa, R., Nagata, T. and Katahira, M.
    • 学会等名
      The 42nd International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 発表場所
      イーグレ姫路 (姫路市)
    • 年月日
      2015-09-23 – 2015-09-25
    • 国際学会
  • [学会発表] Nucleic acid determinants of deamination by human anti-HIV factor, APOBEC3G, as revealed by real-time NMR method2015

    • 著者名/発表者名
      Kamba, K., Nagata, T., and Katahira, M.
    • 学会等名
      The 42nd International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 発表場所
      イーグレ姫路 (姫路市)
    • 年月日
      2015-09-23 – 2015-09-25
    • 国際学会
  • [学会発表] 効率よくウイルスDNAに変異を導入するAPOBEC3Gの脱アミノ化機構2015

    • 著者名/発表者名
      神庭 圭佑、永田 崇、片平 正人
    • 学会等名
      第53回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      金沢大学 (金沢市)
    • 年月日
      2015-09-13 – 2015-09-15
  • [学会発表] 異常型プリオン蛋白質の産生を抑制する四重鎖核酸の構造解析2015

    • 著者名/発表者名
      真嶋司,西川富美子,鎌足雄司,永田崇,西川諭,桑田一夫,片平正人
    • 学会等名
      第9回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      熊本大学 (熊本市)
    • 年月日
      2015-09-10 – 2015-09-12
  • [学会発表] カリウムイオンを認識して活性がスイッテングするTat結合RNAアプタマーおよびハンマーヘッドリボザイムの創製2015

    • 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9回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      熊本大学 (熊本市)
    • 年月日
      2015-09-10 – 2015-09-12
  • [学会発表] Structural and biochemical studies on eIF1 with eIF3c and eIF5; rearrangement of subunit interaction for accurate recognition of AUC start codon2015

    • 著者名/発表者名
      Obayashi, E., Urano, T., Asano, K., Katahira, M., and Nagata, T.
    • 学会等名
      The 6th International Symposium of Advanced Energy Science~Towards the Realization of Zero-Emission Energy~
    • 発表場所
      京都大学 (宇治市)
    • 年月日
      2015-09-01 – 2015-09-03
    • 国際学会
  • [学会発表] NMR analyses of RNA-peptide complexes for the development of biomolecules which regulate gene expression2015

    • 著者名/発表者名
      R. Amano, Y. Nomura, T. Nagata, N. Kobayashi, Y. Mori, J. Fukunaga, Y. Tanaka, M. Katahira, Y. Nakamura, T. Kozu and T. Sakamoto
    • 学会等名
      The 6th International Symposium of Advanced Energy Science~Towards the Realization of Zero-Emission Energy~
    • 発表場所
      京都大学 (宇治市)
    • 年月日
      2015-09-01 – 2015-09-03
    • 国際学会
  • [学会発表] New strategy for high-throughput NMR analysis of biomolecules using the NMR database BMRB and tools for automated NMR analysis, MagRO, FLYA and CYANA2015

    • 著者名/発表者名
      N. Kobayashi, M. Yokochi, T. Iwata, BR. Sahoo, T. Nagata, JL. Markley, EL. Ulrich, E. Schmidt, P. Güntert, C. Kojima and T. Fujiwara
    • 学会等名
      International Society of Magnetic Resonance
    • 発表場所
      China Executive Leadership Academy (Shanghai)
    • 年月日
      2015-08-16 – 2015-08-21
    • 国際学会
  • [学会発表] Real-time NMR methods reveals deamination mechanism by human antiviral factor APOBEC3G2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kamba, T. Nagata, M. Katahira
    • 学会等名
      6th Asia-Pacific NMR Symposium
    • 発表場所
      Hong Kong University of Science and Technology (Hong Kong)
    • 年月日
      2015-08-13 – 2015-08-16
    • 国際学会
  • [学会発表] 転写抑制やテロメア短縮を引き起こすTLS/FUSと長鎖非コードRNAおよびDNA間結合の構造基盤2015

    • 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
      RNA meeting 2015
    • 発表場所
      ホテルライフォート札幌 (札幌市)
    • 年月日
      2015-07-15 – 2015-07-17
  • [学会発表] AML1タンパク質のDNA結合ドメインに対するRNAアプタマーの特性2015

    • 著者名/発表者名
      高田 健多,天野 亮,田中 陽一郎,永田 崇,片平 正人,中村 義一,神津 知子,坂本泰一
    • 学会等名
      RNA meeting 2015
    • 発表場所
      ホテルライフォート札幌 (札幌市)
    • 年月日
      2015-07-15 – 2015-07-17
  • [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2015

    • 著者名/発表者名
      高田健多,天野亮,田中陽一郎,永田崇,片平正人,中村義一,神津知子, 坂本泰一
    • 学会等名
      平成27年度日本生化学会関東支部例会
    • 発表場所
      新潟日報メディアシップ (新潟市)
    • 年月日
      2015-06-20
  • [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

URL: 

公開日: 2017-01-06  

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