2020 Fiscal Year Research-status Report
Elucidation of physical properties and intracellular functions of unanchored atypical ubiquitin chains
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20K15757
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
森本 大智 京都大学, 工学研究科, 助教 (40746616)
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2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ユビキチン鎖 / 構造ゆらぎ / 非定型鎖 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）K48結合型ダイユビキチンの構造ゆらぎと翻訳後修飾の相関
タンパク質分解に関与するK48結合型ダイユビキチンに対して、NMRを用いた温度依存的水素核化学シフト変化解析をおこなったところ、二重合体界面だけでなく、界面から離れた構造部位においても、ナノ秒からマイクロ秒の構造ゆらぎがあることが観測された。二重合界面の構造ゆらぎは、二つのユビキチン分子が開閉運動をする際に生じるナノ秒からマイクロ秒の速い揺らぎに起因することが、低温下における窒素核横緩和分散測定によって特定することができた。界面から離れた構造部位における構造ゆらぎは、リン酸化をはじめとする翻訳後修飾反応に対する受動性に関与することが示唆された。得られた結果をまとめ、学術論文として発表した。研究内容が学術雑誌の表紙（カバーアート）に選ばれた（Morimoto, et al. Biochemistry 2021, 60, 573-583）。
（２）遊離非定型ユビキチン鎖の作製と物性の評価
長いユビキチン鎖はオートファジー因子p62と液滴を形成し、タンパク質分解を誘導すると報告されている（Sun, et al. Cell Research 2018, 28, 4, 405-415）。本研究ではユビキチン鎖が関与する液液相分離を詳細に解明するために、さまざまなユビキチン鎖を作製し、液滴形成能を検証することを目指している。特に、酵素反応で作製が困難な結合型のユビキチン鎖や分岐鎖を、有機化学的な手法を用いて大量に試料調製をおこなう手法を開発した。
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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
研究は順調に遂行し、遊離非定型ユビキチン鎖の物性解析の基盤を構築できている。新型コロナウイルス感染症の影響で、年度はじめは実験を中断せざるを得なかったが、その間熟考することで、効率的に遊離非定型ユビキチン鎖を合成する手法を見出し、開発した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度で開発した遊離非定型ユビキチン鎖の調製方法を用いて、様々な形状のユビキチン鎖を合成し、その物性を解析することで、結合様式や長さに応じた特徴を明らかにする。また、ユビキチン結合タンパク質による認識や、細胞内における機能解析も遂行する予定である。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染症の影響で、予定していた成果発表のための国外国内出張が中止になったため。また、研究室内に貯蔵していた試薬を使用することで予定していた実験を遂行することができたため。次年度は安定同位体試薬をはじめ、タンパク質試料を調製するための物品購入に使用する予定である。
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