たんぱく質間相互作用を介した膜受容体による情報伝達機構の構造学的研究

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15083102
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 白川 昌宏 Kyoto University, 工学研究科, 教授 (00202119)
• Keywords: NMR / 結晶構造解析 / 膜たんぱく質

Research Abstract

本研究では、(1)SUMO(Small Ubiquitin-like modifier)によるたんぱく質修飾やDNAメチル化による細胞内蛋白質の相互作用制御、(2)サイトカイン受容体の細胞内シグナル伝達開始機構、(3)In-cell NMRによる生きた細胞内の蛋白質のフォールディング安定性、に関する解析を行った。
(1) に関しては、H19年度までの実験から、SUMO-1修飾を受けたヒトHSF2のDNA結合ドメインについて、SUMO-1とDNA結合ドメイン間には安定な非共有的結合表面が形成されない事を示した。しかし、SUMOはHSF2のDNA結合ドメインのDNA結合面近傍に高い頻度で分布する事が示された。このSUMOの偏った分布がDNA結合をいわば"確率論的に"遮蔽する事でDNA結合を抑制すると考えられた。H20年度はそれを論文発表した(Tateishi et al. JBC (2009)).またH19年度の研究により、我々はUHRF1のDNA結合を担うSRAドメイン単独と、ヘミメチル化部位を持つDNAとの複合体の立体構造を決定した。H20年度はこの成果を論文発表した(Arita et al. Nature (2008))。(2)については岐阜大学医学研究科の近藤直美博士らとの共同研究により、Myd88のTIRドメインと、TLR4経路に関与するアダプター分子TIRAP(MAL)のTIRドメインとの相互作用解析などを行った。(3)に関しては、In-cell NMRに関連した実験手法によりユビキチンの内部アミドプロトンが細胞内では15〜22倍程度速く交換することを示した。H19年度までのin-cell NMRの手法開発に関する成果と合わせて論文発表した(lnolnata et al., Nature(in press))。

Research Products

• [Journal Article] Dual-Function Probe to Detect Protease Activity fo rFluorescence Measurement and 19F MRI (2009)
  • Author(s): Mizukami, S., Takikawa, R., Sugihara, F., Shirakawa, M. and Kikuchi, K.
  • Journal Title: Angewandte Chemie International Edition (Publisbed Online)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] High-resolution multi-dimensional NMR spectroscopy of proteins in human cells (2009)
  • Author(s): Inomata, R., Ohno, A., Tochio, H. Isogai, S., Tenno, T., Maltase, I., Takeuchi, T., Futaki, S., Ito, Y., Hiroaki, H, and Shirakawa
  • Journal Title: Nature 458 Pages: 106-109
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Protein structure determination in living cells by in-cell NMR spectroscopy (2009)
  • Author(s): sakakloara, D., sasakl, A., lkeya, l., Aamatsu, j.,Aanasnlma,T., Mishima, M., Yoshimasu, M., Hayashi, N., Mikawa, T., Walchli. M., Smith. B. O., Shirakawa. M., Guntert. P. and Ito
  • Journal Title: Nature 458 Pages: 102-105
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular basis for SUMOylation-dependent regulation of DNA binding activity of Heat Shock Factor 2 (2009)
  • Author(s): Tateishi, Y., Ariyoshi, H., Igarashi, R., Hara, H., Mizuguchi, K., Seto, A., Nakai, A., Kolcubo, T., Tochio, H. and Shirakawa, M
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry 284 Pages: 2435-2447
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structure of the SUMO-interacting motif of MBD1-containing chromatin associated factor 1 (MCAF1) bound to SUMO-3 (2008)
  • Author(s): Sekiyama, N., Ikegami, T., Yamane, T., Ikeguchi, M., Uchimura, Y., Baba, D., Ariyoshi, M., Tochio, H., Saitoh, H. and Shirakawa, M
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry 283 Pages: 35966-35975
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hemi-methylated DNA recognition by the SRA protein Np95 via a base flipping mechanism (2008)
  • Author(s): Arita, K., Ariyoshi, M., TOchio, H., Nakamura, Y. and Shirakawa
  • Journal Title: Nature 455 Pages: 818-821
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The solution structure .of the C-terminal domain of NfeD reveals a novel membrane-anchored OB-fold (2008)
  • Author(s): Kuwahara, Y., Ohno, A., Morii, T., Yokoyama, H., Matsui, I., Tochio, H., Shirakawa, M., and Hiroaki, H.
  • Journal Title: Protein Science 17 Pages: 1915-1924
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Expression, purification, and a structural analysis of human IL-18binding protein : A potent therapeutic molecule for allergy (2008)
  • Author(s): Kimura, T., Kato, Z., Ohnishi, H., Tochio, H., Shirakawa, M., Kondo, N.
  • Journal Title: Allergology International 4 Pages: 367-376
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Intracellular protein delivery activity of peptides derived from insulin-like growth factor binding proteins 3 and 5 (2008)
  • Author(s): Goda, Tenno, T., Inomata, K., Shirakawa, M., Tanaka, T., Hiroaki, H.
  • Journal Title: Experimental Cell Research 314 Pages: 2352-2361
  • Peer Reviewed
• [Presentation] In-cell NMR spectroscopy of proteins in human cells : study of protein interactions and dynamics (2009)
  • Author(s): 白川昌宏
  • Organizer: 特定領域研究「膜インターフェイス」平成20年度公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 千里ライフサイエンスセンター
  • Year and Date: 2009-01-23
• [Presentation] In-cell NMRによる細胞質内タンパク質の構造,機能解析 (2008)
  • Author(s): 白川昌宏
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大食合同大会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2008-12-11
• [Presentation] In-Cell NMR spectroscopy of proteins (2008)
  • Author(s): 白川昌宏
  • Organizer: 日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: タワーホール船堀(東京)
  • Year and Date: 2008-06-10