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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Structural studies for specific recognition of ubiquitin signals

Planned Research

Project AreaNew aspect of the ubiquitin system : its enormous roles in protein regulation
Project/Area Number 24112009
Research InstitutionUniversity of Hyogo

Principal Investigator

水島 恒裕  兵庫県立大学, 生命理学研究科, 教授 (90362269)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 加藤 龍一  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 准教授 (50240833)
Project Period (FY) 2012-06-28 – 2017-03-31
Keywords蛋白質 / ユビキチン / 構造生物学 / 分子認識 / X線結晶構造解析
Outline of Annual Research Achievements

ユビキチン鎖により制御される様々な生命現象の反応機構を構造生物学的な手法を用いて解析した。
1. ユビキチン鎖の形成を担うユビキチンリガーゼの研究:①糖タンパク質の糖鎖を認識しユビキチンを付加するFbs1とアミノ酸配列相同性が52%であるにもかかわらず、糖鎖と結合しないFBG3の立体構造を比較し、ループ領域のアミノ酸を入れ替えることにより、糖鎖結合能をなくしたFbs1変異体を作製し、X線結晶構造解析により、アミノ酸配列と糖鎖結合構造形成の相関を解析した。②酸化ストレス応答に関わるユビキチンリガーゼKeap1の基質認識ドメインと阻害剤に関する研究を行い、Keap1の基質Nrf2とp62のうちp62の結合のみを阻害する化合物を見出した。さらに、Keap1とp62結合阻害化合物の複合体を結晶化し、X線結晶構造解析を行った。2. 脱ユビキチン化酵素の研究:クッシング病の原因となるUSP8の活性を制御する14-3-3タンパク質とUSP8の14-3-3結合部位の複合体結晶化に成功した。3. ユビキチン系を制御する病原性細菌エフェクタータンパク質の研究:宿主細胞の炎症性サイトカイン遺伝子の発現に必要な転写因子NF-κBの活性化に関わるNEMO(NF-kappa-B essential modulator)をユビキチン化修飾し、分解へと導く赤痢菌ユビキチンリガーゼIpaH9.8のNEMO認識ドメインの立体構造を決定し、構造既知のIpaHファミリータンパク質IpaH3と構造を比較することにより、IpaH9.8の有する基質認識特異性を考察した。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (20 results)

All 2017 2016

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (16 results) (of which Invited: 5 results)

  • [Journal Article] Crystal structure of the substrate recognition domain of Shigella IpaH9.8 E3 ligase.2016

    • Author(s)
      Takagi, K., Kim, M., Sasakawa, C., Mizushima, T.
    • Journal Title

      Acta Crystallographica Section F

      Volume: 72 Pages: 269-275

    • DOI

      10.1107/S2053230X16002715

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] In-situ data collection at the photon factory macromolecular crystallography beamlines.2016

    • Author(s)
      Yamada, Y., Hiraki, M., Matsugaki, N., Kato, R., Senda, T.
    • Journal Title

      AIP Conf. Proc.

      Volume: 1741 Pages: 050023

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1063/1.4952943

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] p62/Sqstm1 promotes malignancy of HCV-positive hepatocellular carcinoma through Nrf2-dependent metabolic reprogramming.2016

    • Author(s)
      Saito, T., Ichimura, Y., Taguchi, K., Suzuki, T., Mizushima, T., Takagi, K.,等
    • Journal Title

      Nat Commun.

      Volume: 7 Pages: 12030

    • DOI

      10.1038/ncomms12030

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Structural analysis of a function-associated loop mutant of the substrate recognition domain of Fbs1 ubiquitin ligase.2016

    • Author(s)
      Nishio, K., Yoshida, Y., Tanaka, K., Mizushima, T.
    • Journal Title

      Acta Crystallographica Section F

      Volume: 72 Pages: 619-626

    • DOI

      10.1107/S2053230X16011018

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Structural basis for the recognition of citrate synthase, Cit2 by F-box protein Ucc12017

    • Author(s)
      Kazuya Nishio, Syu Moriyama, Kunio Nakatsukasa, Takumi Kamura and Tsunehiro Mizushima
    • Organizer
      The Annual Evaluation Conference of the Leading Program, University of Hyogo for school year of 2016
    • Place of Presentation
      兵庫県立先端科学技術支援センター (兵庫県・赤穂郡上郡町)
    • Year and Date
      2017-03-13 – 2017-03-14
  • [Presentation] ユビキチン-プロテアソーム経路による生命制御の分子メカニズム2017

    • Author(s)
      水島恒裕
    • Organizer
      徳島大学薬学部講演会
    • Place of Presentation
      徳島大学薬学部 (徳島県・徳島市)
    • Year and Date
      2017-03-01
    • Invited
  • [Presentation] バクテリアの感染戦略:エフェクターによる宿主防御経路の阻害機構2017

    • Author(s)
      水島恒裕
    • Organizer
      第4回県立健康生活科学研究所・理学部合同研究発表会
    • Place of Presentation
      兵庫県立大学 (兵庫県・赤穂郡上郡町)
    • Year and Date
      2017-02-10
    • Invited
  • [Presentation] 病原細菌エフェクターによる宿主防御経路阻害の分子メカニズム2017

    • Author(s)
      水島恒裕
    • Organizer
      神戸大学/兵庫県立大学間交流セミナー
    • Place of Presentation
      兵庫県立先端科学技術支援センター (兵庫県・赤穂郡上郡町)
    • Year and Date
      2017-01-06 – 2017-01-07
    • Invited
  • [Presentation] 構造学的手法を用いた赤痢菌エフェクター IpaH ファミリーの反応機構の解析2016

    • Author(s)
      西出旭, Kim Minsoo, 桑原直之, 加藤龍一, 笹川千尋, 水島恒裕
    • Organizer
      第39回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜 (神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2016-11-30 – 2016-12-02
  • [Presentation] クエン酸合成酵素Cit2およびリガンド複合体の結晶構造解析2016

    • Author(s)
      森山 周, 西尾 和也, 中務 邦雄, 嘉村 巧, 水島 恒裕
    • Organizer
      第39回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜 (神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2016-11-30 – 2016-12-02
  • [Presentation] F-boxタンパク質Ucc1によるクエン酸合成酵素Cit2の認識機構2016

    • Author(s)
      西尾 和也, 森山 周, 中務 邦雄, 嘉村 巧, 水島 恒裕
    • Organizer
      第39回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜 (神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2016-11-30 – 2016-12-02
  • [Presentation] 「放射光X線を用いたユビキチン修飾に関わるタンパク質の構造解析2016

    • Author(s)
      加藤龍一
    • Organizer
      科学研究費補助金 新学術領域「ユビキチンネオバイオロジー」平成28年度 領域班会議
    • Place of Presentation
      シャトレーゼガトーキングダムサッポロ (北海道・札幌市)
    • Year and Date
      2016-11-16 – 2016-11-18
  • [Presentation] ユビキチンリガーゼによる基質認識と反応機構の構造解析2016

    • Author(s)
      水島恒裕
    • Organizer
      科学研究費補助金 新学術領域「ユビキチンネオバイオロジー」平成28年度 領域班会議
    • Place of Presentation
      シャトレーゼガトーキングダムサッポロ (北海道・札幌市)
    • Year and Date
      2016-11-16 – 2016-11-18
  • [Presentation] 赤痢菌エフェクター IpaH1880 反応機構の解析2016

    • Author(s)
      西出旭, Kim Minsoo, 水島恒裕
    • Organizer
      科学研究費補助金 新学術領域「ユビキチンネオバイオロジー」平成28年度 領域班会議
    • Place of Presentation
      シャトレーゼガトーキングダムサッポロ (北海道・札幌市)
    • Year and Date
      2016-11-16 – 2016-11-18
  • [Presentation] 赤痢菌エフェクターOspIによるTRAF6阻害機構の構造生物学解析2016

    • Author(s)
      高木賢治, 西出旭, Kim Minsoo, 笹川千尋, 水島恒裕
    • Organizer
      科学研究費補助金 新学術領域「ユビキチンネオバイオロジー」平成28年度 領域班会議
    • Place of Presentation
      シャトレーゼガトーキングダムサッポロ (北海道・札幌市)
    • Year and Date
      2016-11-16 – 2016-11-18
  • [Presentation] MD-SAXS相関構造解析による蛋白質の溶液構造解析2016

    • Author(s)
      浴本亨、池口満徳
    • Organizer
      第89回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター (宮城県・仙台市)
    • Year and Date
      2016-09-25 – 2016-09-27
    • Invited
  • [Presentation] p62を介したKeap1、LC3複合体状態の解析2016

    • Author(s)
      高木賢治, 水島恒裕
    • Organizer
      第89回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター (宮城県・仙台市)
    • Year and Date
      2016-09-25 – 2016-09-27
  • [Presentation] Keap1-Nrf2ストレス応答系制御の構造生物学解析2016

    • Author(s)
      高木賢治
    • Organizer
      生命科学研究科研究発表会
    • Place of Presentation
      兵庫県立大学 (兵庫県・赤穂郡上郡町)
    • Year and Date
      2016-07-11
    • Invited
  • [Presentation] 赤痢菌エフェクターOspI触媒機構の解明2016

    • Author(s)
      西出旭, Kim Minsoo, 高木賢治, 古田徹郎, 笹川千尋, 水島恒裕
    • Organizer
      日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場 (福岡県・福岡市)
    • Year and Date
      2016-06-07 – 2016-06-09
  • [Presentation] 赤痢菌エフェクターIpaH9.8によるNEMO認識機構の解析2016

    • Author(s)
      高木賢治, 大津彩織, Kim Minsoo, 水島恒裕
    • Organizer
      日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場 (福岡県・福岡市)
    • Year and Date
      2016-06-07 – 2016-06-09

URL: 

Published: 2018-01-16  

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