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2011 年度 実績報告書

糖鎖が関わる小胞体関連分解の構造生物学的研究

公募研究

研究領域タンパク質社会の研究の総合的推進
研究課題/領域番号 22020037
研究機関名古屋市立大学

研究代表者

佐藤 匡史  名古屋市立大学, 大学院・薬学研究科, 准教授 (80532100)

研究分担者 山口 芳樹  名古屋市立大学, 糖鎖構造生物学研究チーム, チームリーダー (90323451)
キーワードレクチン / 糖鎖 / プロテアソーム / 小胞体関連分解 / X線結晶構造解析 / 電子顕微鏡解析 / 構造生物学
研究概要

本研究では、糖鎖が関わる小胞体関連分解の中心的な役割を担っている小胞体レクチン(OS-9)、マンノシダーゼ様タンパク質(EDEM)に着目し、ミスフォールド糖タンパク質認識機構の構造基盤を解明することを目的とした。また、その分解経路において最終的なタンパク質分解を担うプロテアソームの制御機構にも着目した。
(1)マンノシダーゼ様タンパク質EDEMの大量発現系の構築
これまで構造生物学研究の遂行に十分量のEDEMを大量発現させた報告例は無い。そこで、哺乳動物細胞に加えて、大腸菌発現系の検討を行った。大腸菌での可溶性大量発現のネックになるジスルフィド結合に着目し、プロテインジスルフィドイソメラーゼ(PDI)を融合タンパク質として発現させるベクター(pCold-PDI)を創成した。現在、本研究基盤を用いて、EDEMについて検討を進めている。
(2)新規プロテアソーム活性化因子PbaBの同定および立体構造解析
プロテアソームは分解活性中心をもつ20Sプロテアソームと、その両端に結合することにより分解を促進するプロテアソーム活性化因子から構成される。真核生物では、20Sプロテアソームは一連の集合因子の介助を受けて複雑な四次構造が形成される。一方、古細菌の20Sプロテアソームはそれぞれのサブユニットが自発的に集合する。最近興味深いことに、古細菌においても集合因子様タンパク質PbaBが見出された。本研究ではプロテアソーム系におけるPbaBの機能を明らかにするために、多角的な構造機能解析を行った。
集合因子様タンパク質として見出されたPbaBは、シャペロン活性を示し、ATP非依存的に20Sプロテアソームによる変性タンパク質の分解を促進した。きらに、X縁結晶構造および電子顕微鏡解析により、PbaBが従来とは異なる機構で20Sプロテアソームによる基質タンパク質分解を促進することを明らかにした。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (16件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Molecular and staructural basis for N-glycan-dependent determination of glycoprotein fates in cells2012

    • 著者名/発表者名
      Kamiya Y, Satoh T, Kato K
    • 雑誌名

      Biochim.Biophys.Acta

      巻: (印刷中)

    • DOI

      10.1016/j.bbagen.2011.12.017

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Overproduction of anti-Tn antibody MLS128 single-chain Fv fragment in Eschehchia coli cytoplasm using a novel pCold-PDI vector2012

    • 著者名/発表者名
      Subedi GP, Satoh T, Hanashima S, Ikeda A, Nakada H, Sato R, Mizuno M, Yuasa N, Fujita-Yamaguchi Y, Yamaguchi Y
    • 雑誌名

      Protein Expr.Purif.

      巻: 82 ページ: 197-204

    • DOI

      10.1016/j.pep.2011.12.010

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 糖鎖を目印とするタンパク質の品質管理の仕組みを解く2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤匡史, 山口芳樹
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 52 ページ: 32-33

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conformational dynamics of wild-type Lys-48-linked diubiquitin in solution2011

    • 著者名/発表者名
      Hirano T, Serve O, Yagi-Utsumi, M, Takemoto E, Hiromoto T, Satoh T, Mizushima T, Kato
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem.

      巻: 286 ページ: 37496-37502

    • DOI

      10.1074/jbc.M111.256354

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural insights into recognition of triple-helical β-glucan by insect fugal receptor2011

    • 著者名/発表者名
      Kanagawa M, Satoh T, Ikeda A, Adachi Y, Ohno N, Yamaguchi Y
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem.

      巻: 286 ページ: 29158-29165

    • DOI

      10.1074/jbc.M111.256701

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sorting of GPI-anchored proteins into ER exit sites by p24 proteins is dependent on remodeled GPI2011

    • 著者名/発表者名
      Fujita M, Watanabe R, Jaensch N, Romanova-Michaelides M, Satoh T, Kato M, Riezman H, Yamaguchi Y, Maeda Y, Kinoshita T
    • 雑誌名

      J.Cell Biol.

      巻: 194 ページ: 61-75

    • DOI

      10.1083/jcb.201012074

    • 査読あり
  • [学会発表] プロテアソームの19S複合体基底部の形成を介助するシャペロン分子Nas2の構造生物学研究2012

    • 著者名/発表者名
      廣本武史, 矢木真穂, 植草義徳, 雲井健太郎, 佐藤匡史, 水島恒裕, 佐伯泰, 田中啓二, 加藤晃一
    • 学会等名
      日本薬学会第132年会
    • 発表場所
      札幌(口頭発表)
    • 年月日
      2012-03-30
  • [学会発表] 新規プロテアソーム活性化因子PbaBの構造生物学研究2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤匡史, 雲井健太郎, 矢木宏和, 廣本武史, 水島恒裕, 内山進, 野田勝紀, 村田和義, 神谷由紀子, 加藤晃一
    • 学会等名
      日本薬学会第132年会
    • 発表場所
      札幌(口頭発表)
    • 年月日
      2012-03-30
  • [学会発表] NMR analysis of an anti-carbohydrate antibody MLS128 single-chain Fv fragment toward elucidation of the multivalent recognition mechanism2011

    • 著者名/発表者名
      Ganesh Prasad Subedi, Tadashi Satoh, Shinya Hanashima, Akemi Ikeda, Hiroshi Nakada, Reiko Sato, Mamoru Mizuno, Noriyuki Yuasa, Yoko Fujita-Yamaguchi, Yoshiki Yamaguchi
    • 学会等名
      ISNMR2011第50回NMR討論会記念国際シンポジウム
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20111116-20111118
  • [学会発表] 細胞内レクチンによる糖タンパク質品質管理の構造基盤2011

    • 著者名/発表者名
      佐藤匡史
    • 学会等名
      GlycoTokyo 2011シンポジウム
    • 発表場所
      埼玉(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-09
  • [学会発表] 糖鎖認識を介した糖タンパク質の輸送と分解の構造基盤2011

    • 著者名/発表者名
      佐藤匡史
    • 学会等名
      平成23年度日本結晶学会年会
    • 発表場所
      札幌(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-25
  • [学会発表] 糖鎖修飾とユビキチン・プロテアソーム系の構造生物学研究2011

    • 著者名/発表者名
      佐藤匡史
    • 学会等名
      特定領域研究「タンパク質の社会」平成23年度班会議
    • 発表場所
      別府
    • 年月日
      2011-11-22
  • [学会発表] 古細菌PbaBによるプロテアソーム活性化機構の構造基盤2011

    • 著者名/発表者名
      雲井健太郎, 佐藤匡史, 矢木宏和, 廣本武史, 水島恒裕, 内山進, 野田勝紀, 村田和義, 神谷由紀子, 加藤晃一
    • 学会等名
      特定領域研究「タンパク質の社会」平成23年度班会議
    • 発表場所
      別府
    • 年月日
      2011-11-22
  • [学会発表] NMR analysis of an anti-carbohydrate antibody MLS128 single-chain Fv fragment toward elucidation of the multivalent recognition mechanism2011

    • 著者名/発表者名
      Ganesh Prasad Subedi, Tadashi Satoh, Shinya Hanashima, Akemi Ikeda, Hiroshi Nakada, Reiko Sato, Mamoru Mizuno, Noriyuki Yuasa, Yoko Fujita-Yamaguchi, Yoshiki Yamaguchi
    • 学会等名
      2011 Annual Conference of the Society for Glycobiology
    • 発表場所
      シアトル
    • 年月日
      2011-11-10
  • [学会発表] Structural basis of sugar recognition by intracellular lectins involved in glycoprotein transport and degradation2011

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Satoh
    • 学会等名
      Nagoya University Global COE Mini-Symposium : Toward Systems Glycobiology
    • 発表場所
      名古屋(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-07
  • [学会発表] レクチンとカルシウム結合タンパク質の協働的相互作用仁よる血液凝固因子の細胞内輸送の構造基盤2011

    • 著者名/発表者名
      西尾美穂, 神谷由紀子, 佐藤匡史, 内海真穂, 加藤晃一
    • 学会等名
      糖鎖科学名古屋拠点"第9回若手の力フォーラム"
    • 発表場所
      岐阜
    • 年月日
      2011-10-22
  • [学会発表] A novel binding mode of beta-GRP/GNBP3 N-terminal domain with laminarihexaose-structural insight into recognition of triple-helical beta-glucan2011

    • 著者名/発表者名
      Mayumi Kanagawa, Tadashi Satoh, Akemi Ikeda, Yoshiyuki Adachi, Naohito Ohno, Yoshiki Yamaguchi
    • 学会等名
      第71回岡崎コンファレンス「糖鎖分子科学の新たな展望」
    • 発表場所
      岡崎
    • 年月日
      2011-10-13
  • [学会発表] ヒトZG16pレクチンのリガンド認識の多様性の構造基盤2011

    • 著者名/発表者名
      金川真由美, 池田明美, 佐藤匡史, 中野佑妃子, 相川京子, 山口芳樹
    • 学会等名
      第84回日本生化学会大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2011-09-23
  • [学会発表] p24ファミリータンパク質は、リモデリングされたGPIアンカーに結合し、輸送小胞へ組込む積荷受容体である2011

    • 著者名/発表者名
      藤田盛久, 佐藤匡史, 加藤雅樹, 山口芳樹, 前田裕輔, 木下タロウ
    • 学会等名
      第84回日本生化学会大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2011-09-22
  • [学会発表] ヒトZG16pとZG16bはJacalinと同様のβ-プリズムフォールドを有する2011

    • 著者名/発表者名
      金川真由美, 佐藤匡史, 池田明美, 中野佑妃子, 矢木宏和, 加藤晃一, 相川京子, 山口芳樹
    • 学会等名
      第30回日本糖質学会年会
    • 発表場所
      長岡
    • 年月日
      2011-07-12
  • [学会発表] GPIの構造変化と積荷受容体p24によるGPIアンカー型タンパク質輸送の制御2011

    • 著者名/発表者名
      藤田盛久, 佐藤匡史, 加藤雅樹, 山口芳樹, 前田裕輔, 木下タロウ
    • 学会等名
      第30回日本糖質学会年会
    • 発表場所
      長岡
    • 年月日
      2011-07-11
  • [学会発表] NMR法を用いた分子シャペロンUmp1とプロテアソームサブユニット複合体との相互作用解析2011

    • 著者名/発表者名
      大川慶祐, 矢木真穂, 廣本武史, 矢木宏和, 水島恒裕, 佐藤匡史, 加藤晃一
    • 学会等名
      第57回日本薬学会東海支部総会大会
    • 発表場所
      名古屋(口頭発表)
    • 年月日
      2011-07-09
  • [備考] ・理化学研究所プレスリリース,2011年6月24日,「真菌類などが持つ3重らせん型βグルカンを認識する仕組みを解明-生体防御システムにおける3重らせん構造認識の秘密が明らかに-」

    • URL

      http://www.riken.jp/r-world/research/results/2011/110624/index.html

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公開日: 2013-06-26  

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