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2012 年度 実績報告書

常磁性プローブを利用した準安定な複合体の立体構造解析

公募研究

研究領域過渡的複合体が関わる生命現象の統合的理解-生理的準安定状態を捉える新技術-
研究課題/領域番号 24121722
研究機関首都大学東京

研究代表者

三島 正規  首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (70346310)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
キーワードNMR / 常磁性 / 複合体
研究実績の概要

弱い相互作用によって過渡的に形成される遭遇複合体、準安定な複合体の構造解析には、特別な解析手法を用いた構造研究が必要であり、多次元NMRによる常磁性緩和効果(PRE)の観測や、relaxation dispersion法などが、有効な解析法として挙げられる。特に準安定な複合体の「立体構造を決定する」という観点からは、その距離情報が得られるPREの観測が有力な方法である。準安定な複合体の立体構造決定は、X線結晶構造解析等によって蓄積された、「安定な複合体」のスナップショットから機能を議論する過程で欠けている側面であり、生体分子の相互作用の、より一層の理解になくてはならない知見である。本研究では以下の2つのテーマに取り組んだ。
(1)転写コリプレッサーSHARPは、ヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)複合体をリクルートすることで様々な場面での転写を抑制している。分子レベルでは、mRNA型のncRNAであるSRA等や、コリプレッサーであるSMRTと直接相互作用して転写を抑制することが明らかになっている。SHARPのC末端側に存在するSPOCドメインとリン酸化されたSMRTが複合体を形成するfast-exchange条件下で形成される準安定なSPOCドメイン/SMRTペプチド複合体の立体構造解析を行った。
(2)柔軟なマルチドメインタンパク質であるRho-kinaseやPKCにスピンラベルを導入して、スピンラベルからのPREを多次元NMRを用いて観測することで、長距離(約20オングストローム)の距離情報を十分収集し、構造計算を行い、弱い相互作用による自己阻害状態や過渡的に活性化状態にある立体構造を試みた。またキナーゼの足場として、タンパク質APO-AIにより再構成された脂質二重膜(ナノディスク)を用いて膜との相互作用の解析も試みた。

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

SHARPのC末端側に存在するSPOCドメインとリン酸化されたSMRTが複合体の解析に関して、現在論文を投稿中である。またPKCのC1Aドメインの試料調製法を改良して、その立体構造を決定した。

今後の研究の推進方策

SPOC/SMRT複合体については弱い複合体状態での立体構造解析を行う。
PKCに関しては、従来のNMR測定法では、分子量等の問題により解析が困難であるので、タンパク質の部分重水素化とメチルTROSYを用いて先鋭化させたNMR信号を観測し、さらにPREを観測することで、ドメイン間の相対配置に関する情報を取得する。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] High-resolution heteronuclear multidimensional NMR of proteins in living insect cells using a baculovirus protein expression system.2013

    • 著者名/発表者名
      Hamatsu J,
    • 雑誌名

      J Am Chem Soc.

      巻: 135 ページ: 1688-91

    • DOI

      10.1021

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microtubule-binding sites of the CH domain of EB1 and its autoinhibition revealed by NMR2013

    • 著者名/発表者名
      Kanaba, T.
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta

      巻: 1834 ページ: 499-507

    • DOI

      10.1016

    • 査読あり
  • [雑誌論文] NMR assignments of SPOC domain of the human transcriptional corepressor SHARP in complex with a C-terminal SMRT peptide2012

    • 著者名/発表者名
      Mikami S
    • 雑誌名

      Biomolecular NMR Assignments

      巻: in press ページ: in press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] “Insights into substrate recognition by the Escherichia coli Orf135 protein through its solution structure2012

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki, K
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Res. Commun.

      巻: 420 ページ: 263-268

    • DOI

      10.1016

    • 査読あり
  • [雑誌論文] H, 13C and 15N NMR Assignments of the Escherichia coli Orf135 protein2012

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki, K
    • 雑誌名

      Biomolecular NMR Assignments

      巻: 6 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1007

    • 査読あり
  • [雑誌論文] メチルTROSY法を用いた巨大生体高分子のNMR解析と構造生物学への応用2012

    • 著者名/発表者名
      三島正規
    • 雑誌名

      分光研究

      巻: 5 ページ: 194-195

    • 査読あり
  • [学会発表] 転写抑制補因子SHARP/SMRT複合体の溶液構造とCK2によるSMRTのリン酸化2012

    • 著者名/発表者名
      三島 正規
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2012-12-11 – 2012-12-14
    • 招待講演
  • [学会発表] NMRによるマルチドメインタンパク質PKCの構造解析2012

    • 著者名/発表者名
      秋吉 克昂
    • 学会等名
      第51回NMR討論会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2012-11-08 – 2012-11-10
  • [学会発表] 転写因子IRF4 の溶液構造の解析2012

    • 著者名/発表者名
      榊 航平
    • 学会等名
      第12回日本蛋白質科学会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2012-06-20 – 2012-06-22

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公開日: 2018-02-02  

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