2019 Fiscal Year Annual Research Report
微小管結合によるダイニン・ダイナクチン複合体の活性化機構の解明
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18H02390
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
栗栖 源嗣 大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (90294131)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 構造生物学 / 分子モーター / ダイニン / 微小管 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ダイニンは，鞭毛・繊毛運動を駆動し，染色体分離や細胞内輸送を担う非常に重要な生体分子であるにも関わらず，モータードメインの分子サイズが380 kDaと巨
大であるため，最近まで原子レベルの構造解明が遅れていた。ダイニンは複数のタンパク質から構成される複合体であり，小胞などの荷物を運ぶ際には，BICD2を介してダイナクチンと生体超複合体を形成して機能することが判っている。微小管に結合したダイニンは遊離状態に比べてATPase活性が著しく上昇するため，微小管上結合により活性化されたダイニンの構造情報はダイニンの運動機能を理解するうえで必須の構造情報であると言える。本研究の目的は，ダイニン・ダイナ
クチン複合体の微小管結合領域に着目し，微小管に結合したという情報がどのようにダイニン重鎖に伝わりダイニンの運動活性を調整するかという点である。微小管を構成するαβチューブリンダイマーとダイニン，ダイナクチンの微小管結合領域との複合体結晶構造を解析するとこを最終目標とする。本年度は，これまでの構造研究から，軸糸ダイニン外腕γ重鎖の微小管結合部位（MTBD）に結合することが明らかにされた軸糸ダイニン軽鎖（LC1）のMTBD結合状態での構造解析を行った。LC1が結合することにより、ダイニン重鎖の微小管への結合能が変化する分子モデルを提案し，JBC誌に論文発表することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ダイニンのストークMTBD領域，ダイナクチンp150Gluedの微小管結合能を有するCAP-Glyドメインを対象に，各タンパク質とαβチューブリンダイマーとの複合体
結晶を作成することを目指している。ダイニンMTBD領域を微小管結合親和性の高い状態で調製することに成功したので，αβチューブリンダイマーとの複合体の結晶化にトライしている。現在までのところ，複合体結晶は得られていないが，チューブリンの重合阻害蛋白質であるDARPinとの融合化など，様々なアイデアで結晶化を進めており，順調に推移していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
クラミドモナス由来の軸糸ダイニン軽鎖１（LC1）が外腕ダイニンγ重鎖（OADγ）の微小管結合部位（MTBD）に結合した状態での構造解析に成功した。軽鎖がMTBDと直接相互作用しうることが初めて報告された。今後は，この複合体情報をベースに，αβチューブリンダイマーとの複合体結晶化をデザインしていく。更に，ヒトの内腕ダイニンIAD fα重鎖のMTBD領域の構造解析にも成功しているので，IADについても複合体結晶化用の分子設計を進めていく予定である。
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Research Products
(5 results)
