2020 Fiscal Year Research-status Report
ストレスセンサーKeap1による活性酸素種感知機構の解明
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19K07340
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
鈴木 隆史 東北大学, 医学系研究科, 講師 (70508308)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | Keap1 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ストレスセンサーKeap1は転写因子Nrf2のユビキチン化反応を制御し、酸化ストレス防御機構の中心的役割を担う鍵因子である。これまでに、Keap1-Nrf2制御系による親電子性物質の感知に重要なセ ンサーシステイン残基の同定に成功した。しかし、同制御系の活性酸素種に対する感知機構は未だ不明であった。そこで、Keap1の酸化ストレス感知機構解明を目指し、Keap1の高反応性のシステイン残基に複数の組み合わせで変異を導入し検討した。その結果、Keap1の酸化スト レスセンサー部位を同定し、酸化ストレス応答不全変異体Keap1を創出することに成功した。ゲノム編集技術を用いて作製した酸化ストレス応答不全変異体Keap1ノックイ ンマウスの活性酸素種センサー機能の生理的重要性を検証するため、肝細胞特異的セレノシステインtRNA遺伝子破壊による含セレンタンパク質合成破綻したマウスとの複合マウスを作製し、Nrf2活性化および肝臓の恒常性維持に与える影響を調べている。
また、Keap1-Cul3複合体がどのようにNrf2タンパク質をユビキチン化するのか構造生物学的に明らかにするために、結晶構造解析およびクライオ電子顕微鏡法のための各種精製タンパク質の調製を行った。結晶構造解析では既にいくつかの結晶を得ることに成功しており、現在より良い結晶化条件の検討を行っている。ま た、クライオ電子顕微鏡解析では、Keap1-Cul3複合体の像を得ることができており、現在より純度の高い複合体を得るため条件検討を行っている。
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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
計画通りに、Keap1センサー機能の検証および構造解析を進めているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度に引き続き、この酸化ストレスセンサーの恒常性維持における重要性を明らかにするために、抗酸化酵素合成破綻モデルを用いて検証を行う。また、昨年度に引き続き、Keap1-Cul3複合体の結晶構造解析およびクライオ電子顕微鏡解析を進め、Keap1-Cul3複合体がどのようにNrf2タンパク質をユビキチン化するのか明らかにする。
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| Causes of Carryover |
2020年度は、組換えタンパク質の発現用に複数種類の発現ベクターを導入する予定であったが、現行の発現ベクターで十分に発現可能であることがわかったため、未使用額が生じた。2021年度は、組み換えタンパク質の発現および精製を行い、結晶構造解析およびクライオ電子顕微鏡を用いた構造解析を進める予定である。
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