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

2015 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: Ｘ線結晶構造解析

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。今年度はネクチン１とネクチン３ヘテロフィリックトランス複合体の結晶化スクリーニングを行い、得られた結晶を用いて放射光施設のＸ線回折実験を行い、分子置換法により位相決定を行い、2.8オングストローム分解能で構造解析に成功した。得られた構造は新規構造であるマウスネクチン１のＤ１ドメインのホモダイマーであった。この結果を日本結晶学会年会においてポスター発表を行った。

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

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1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。結晶を溶解させて行った電気泳動からコンプレックスと示唆される。

今後の研究の推進方策

27年度に得られた結晶を用いて回折実験を行い、構造解析を目指す。

次年度使用額が生じた理由

購入予定であった消耗品を他のグループから譲り受けることができたため。

次年度使用額の使用計画

培養、精製、結晶化の消耗物品購入を行う。

研究成果

• [雑誌論文] Redox-coupled proton transfer mechanism in nitrite reductase revealed by femtosecond crystallography. (2016)
  • 著者名/発表者名: Fukuda Y, Tse KM, Nakane T, Nakatsu T, Suzuki M, Sugahara M, Inoue S, Masuda T, Yumoto F, Matsugaki N, Nango E, Tono K, Joti Y, Kameshima T, Song C, Hatsui T, Yabashi M, Nureki O, Murphy ME, Inoue T, Iwata S, Mizohata E.
  • 雑誌名: PNAS 巻: 113 ページ: online
  • DOI: www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1517770113
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Redox-coupled structural changes in nitrite reductase revealed by serial femtosecond and microfocus crystallography. (2016)
  • 著者名/発表者名: Fukuda Y, Tse KM, Suzuki M, Diederichs K, Hirata K, Nakane T, Sugahara M, Nango E, Tono K, Joti Y, Kameshima T, Song C, Hatsui T, Yabashi M, Nureki O, Matsumura H, Inoue T, Iwata S, Mizohata E.
  • 雑誌名: J. Biochem 巻: 未定 ページ: 未定
  • DOI: doi: 10.1093/jb/mvv133
  • 査読あり
• [雑誌論文] Native sulfur/chlorine SAD phasing for serial femtosecond crystallography. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakane T, Song C, Suzuki M, Nango E, Kobayashi J, Masuda T, Inoue S, Mizohata E, Nakatsu T, Tanaka T, Tanaka R, Shimamura T, Tono K, Joti Y, Kameshima T, Hatsui T, Yabashi M, Nureki O, Iwata S, Sugahara M.
  • 雑誌名: Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. 巻: 71 ページ: 251-9-25
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1107/S139900471501857X
  • 査読あり
• [雑誌論文] An isomorphous replacement method for efficient de novo phasing for serial femtosecond crystallography. (2015)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Kodan, Tomohiro Yamaguchi, Tomohiro Murai, Keiko Gomi, Naoki Kajiyama, Eiichi Mizohata, Mamoru Suzuki, Eriko Nango, Kensuke Tono, Yasumasa Joti, Takashi Kameshima, Jaehyun Park, Changyong Song, Takaki Hatsui, Makina Yabashi, So Iwata, Hiroaki Kato, Hideo Ago, Masaki Yamamoto & Toru Nakatsu
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 5 ページ: 14017
  • DOI: Scientific Reports | 5:14017 | DOI: 10.1038/srep14017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diverse application platform for hard X-ray diffraction in SACLA (DAPHNIS): application to serial protein crystallography using an X-ray free-electron laser (2015)
  • 著者名/発表者名: Kensuke Tono, Eriko Nango, Michihiro Sugahara, Changyong Song, Jaehyun Park, Tomoyuki Tanaka, Rie Tanaka, Yasumasa Joti, Takashi Kameshima, Shun Ono, Takaki Hatsui, Eiichi Mizohata, Mamoru Suzuki, Tatsuro Shimamura, Yoshiki Tanaka, So Iwata and Makina Yabashi
  • 雑誌名: J. Synchrotron Rad. 巻: 22 ページ: 532-537
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1107/S1600577515004464
  • 査読あり
• [学会発表] X線自由電子レーザーを用いた新規タンパク質の立体構造決定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山下恵太郎, 潘 東青, 奥田智彦, 菅原道泰, 小段篤史, 山口知宏, 村井智洋, 溝端栄一, 鈴木 守, 南後恵理子, 登野健介, 城地保昌, 亀島 敬, 初井宇記, 矢橋牧名, 岩田 想, 加藤博章, 吾郷日出夫, 山本雅貴, 中津 亨
  • 学会等名: 日本薬学会第136年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-03-26 – 2016-03-29
• [学会発表] ヤマブシタケ由来 RNase He1 の改変による至適 pHの変動について (2016)
  • 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136年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-03-26 – 2016-03-29
• [学会発表] fimA P. gingivalis Ⅱ型 TDC60株産生ジペプチダーゼの構造および呼吸器官への為害性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 菱沼光恵，田中陽子，矢口 学，桒原紀子，鈴木 守，野本たかと
  • 学会等名: 日本障害者歯科学会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2015-11-06 – 2015-11-08
• [学会発表] 細胞接着因子ネクチンのヘテロ複合体の結晶構造解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 寒川剛、武部克希、鈴木守
  • 学会等名: 日本結晶学会平成27年度年会
  • 発表場所: 大阪府立大学 中百舌鳥キャンパス（大阪府堺市）
  • 年月日: 2015-10-17 – 2015-10-18
• [学会発表] シリアル結晶学における重原子誘導体を用いた位相決定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山下恵太郎・潘東青・長谷川和也・菅原道泰・村井智洋・小段篤史・溝端栄一・鈴木 守・桝田哲哉・平田邦生・加藤博章・吾郷日出夫・熊坂 崇・山本雅貴・中津亨
  • 学会等名: 日本結晶学会平成27年度年会
  • 発表場所: 大阪府立大学 中百舌鳥キャンパス（大阪府堺市）
  • 年月日: 2015-10-17 – 2015-10-18
• [備考] 鈴木守ユニット
  • URL: http://www.protein.osaka-u.ac.jp/rcsfp/supracryst/suzuki/index.html