組織の構造パターンを決定する細胞接着分子の構造生物学的研究

2014 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 26440028
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 鈴木 守 大阪大学, たんぱく質研究所, 准教授 (40280507)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 細胞接着分子

研究実績の概要

臓器や組織形成において、正しい細胞の空間的な配置は非常に重要である。最近、細胞の空間配置の制御はアドヘレンスジャンクション接着分子ネクチンにより担われていることが蛍光顕微鏡、RNAiを用いた実験により明らかにされつつある（Togashi らScience 2011）。しかし、実際に2種類の細胞の膜上に存在するネクチンが引き起こす空間的アレンジメントを原子構造レベルで理解する研究はいまだなされていない。そこで本研究では、内耳コルチ器において有毛細胞とその支持細胞が形成するチェックボードパターン形成に関与するネクチン１とネクチン３を代表とするヘテロフィリックトランス複合体の結晶構造解析を行い、細胞接着のメカニズムを原子レベルで明らかにすることを目的とする。
当初目的とした、ネクチン1とネクチン3のコンストラクトの作成および大量培養、精製法を確立した。結晶化、構造解析に成功したネクチン3の結晶構造について学会発表を行った。ネクチン1,3コンプレックスの結晶化を行った。結晶構造解析の結果、残念ながらネクチン3単体の結晶であることが判明した。

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

昆虫細胞培養系を用いて、ネクチン1～4のNecl-1～5の細胞外領域の最適な培養条件の検討を行う。精製条件の確立および、ヘテロ複合体の状態でゲル濾過精製を行い、得られたサンプルを濃縮後、大規模結晶化スクリーニングに用いる。当初目的とした、ネクチン1とネクチン3のコンストラクトの作成および大量培養、精製法を確立した。ネクチン3の結晶構造を学会発表行った。ネクチン1,3コンプレックスの結晶化を行った。残念ながら、結晶構造解析の結果、ネクチン3単体の結晶であることが判明した。

今後の研究の推進方策

ゲル濾過および表面プラズモン共鳴法を用いて、安定なヘテロ複合体として存在する溶液条件を検討し、結晶化を目指す。

次年度使用額が生じた理由

細胞培養に使用する培地を他の研究室から譲り受けることができたため、支出を抑えることができた。

次年度使用額の使用計画

27年度に物品費として使用する。

研究成果

• [雑誌論文] Crystal structure of afadin PDZ domain-nectin-3 complex shows the structural plasticity of the ligand-binding site. (2015)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara Y, Goda N, Tamashiro T, Narita H, Satomura K, Tenno T, Nakagawa A, Oda M, Suzuki M, Sakisaka T, Takai Y, Hiroaki H.
  • 雑誌名: Protein Sci. 巻: 24 ページ: 376-385
  • DOI: 10.1002/pro.2628.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of the replacement of aspartic acid/glutamic acid residues with asparagine/glutamine residues in RNase He1 from Hericium erinaceus on inhibition of human leukemia cell lineproliferation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi H, Motoyoshi N, Itagaki T, Suzuki M, Inokuchi N.
  • 雑誌名: Biosci.Biotechnol.Biochem. 巻: 79 ページ: 211-217
  • DOI: 10.1080/09168451.2014.972327.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Grease matrix as a versatile carrier of proteins for serial crystallography. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sugahara M, Mizohata E, Nango E, Suzuki M, Tanaka T, Masuda T, Tanaka R, Shimamura T, Tanaka Y, Suno C, Ihara K, Pan D, Kakinouchi K, Sugiyama S, Murata M, Inoue T, Tono K, Song C, Park J, Kameshima T, Hatsui T, Joti Y, Yabashi M, Iwata S.
  • 雑誌名: Nat Methods. 巻: 12 ページ: 61-63
  • DOI: 10.1038/nmeth.3172. Epub 2014 Nov 10.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protein Structure Analyses Using X-ray Free-Electron Lasers. (2014)
  • 著者名/発表者名: Mizohata E, Nango E, Sugahara M, Suzuki M, and Iwata S.
  • 雑誌名: J Cryst Soc Jap. 巻: 56 ページ: 241-246
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo crystallography at X-ray free-electron lasers: the next generation of structural biology? (2014)
  • 著者名/発表者名: Gallat FX, Matsugaki N, Coussens NP, Yagi KJ, Boudes M, Higashi T, Tsuji D, Tatano Y, Suzuki M, Mizohata E, Tono K, Joti Y, Kameshima T, Park J, Song C, Hatsui T, Yabashi M, Nango E, Itoh K, Coulibaly F, Tobe S, Ramaswamy S, Stay B, Iwata S, Chavas LM.
  • 雑誌名: Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 巻: 369 ページ: 1647
  • DOI: 10.1098/rstb.2013.0497
  • 査読あり
• [雑誌論文] X-Ray Crystallographic Structure of RNase Po1 That Exhibits Antitumor Activity. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroko Kobayashi,Takuya Katsutani, Yumiko Hara, Naomi Motoyoshi, Tadashi Itagaki, Fusamichi Akita, Akifumi Higashiura, Yusuke Yamada, Norio Inokuchi and Mamoru Suzuki
  • 雑誌名: Biol. Pharm. Bull. 巻: 37 ページ: 968-978
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radically Different Thioredoxin Domain Arrangement of ERp46, an Efficient Disulfide Bond Introducer of the Mammalian PDI Family. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kojima R, Okumura M, Masui S, Kanemura S, Inoue M, Saiki M, Yamaguchi H, Hikima T, Suzuki M, Akiyama S, Inaba K.
  • 雑誌名: Structure 巻: 4 ページ: 431-443
  • DOI: 10.1016/j.str.2013.12.013.
  • 査読あり
• [学会発表] 甘味タンパク質ソーマチンの連続フェムト秒結晶構造解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 桝田 哲哉、南後 恵理子、菅原 道泰、鈴木 守、登野 健介、城地 保昌、亀島 敬、Park Jaehyun、Song Changyong、初井 宇記、矢橋 牧名、大久保 喬平、三上 文三、北畠 直文、谷 史人、岩田 想
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] システイン残基改変体を用いたヤマブシタケ由来RNase He1の安定性の検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小林弘子、元吉尚美、板垣 正、鈴木 守、井口法男
  • 学会等名: 日本薬学会第135年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-03-25 – 2015-03-28
• [学会発表] 歯周病原因菌由来HBP35の構造と機能 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 守、柴田恭子、 安孫子宜光
  • 学会等名: 物構研サイエンスフェスタ
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2015-03-17 – 2015-03-18
• [学会発表] 特異的細胞接着の構造生物学的理解を目指して (2014)
  • 著者名/発表者名: 寒川剛・成田宏隆・勝谷拓也・中川敦史・鈴木守
  • 学会等名: 日本結晶学会平成26年度年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-11-01 – 2014-11-03
• [学会発表] アドヘレンスジャンクションで働く接着因子の立体構造と機能 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 守
  • 学会等名: 第56回歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [備考] 大阪大学蛋白質研究所 鈴木守
  • URL: http://www.protein.osaka-u.ac.jp/rcsfp/supracryst/suzuki/