2014 Fiscal Year Research-status Report
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24580102
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
仲本 準 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (30192678)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 分子シャペロン / 熱ショックタンパク質 / Hsp90 / Hsp70 / Hsp40 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は、シアノバクテリアのHtpGがDnaK2と協調的にシャペロン作用することを明らかにした。本年度の成果の一つは、この新規シャペロン共同作用の制御機構に関する重要な知見を得たことである。その知見とは、我々が見つけた、HtpGのATPase活性を増大させる新規天然小分子化合物goniothalaminをHtpG-DnaK2シャペロン系に加えてHtpGの活性（だけ）を増大させると、この共同作用が促進されるのではなく、むしろ阻害されるというものである。この結果は、HtpGとDnaK2の共同作用が高効率で起こるには、これら二つの分子シャペロンの活性のバランスが重要であることを示唆している。これらの結果をJournal of Biochemistryに発表した。なお、活性のみならず、HtpGとDnaK2のモル比も重要であることを明らかにした。
上記のHtpG-DnaK2シャペロン系において、DnaJ2はコシャペロン（補助因子）として、DnaK2のシャペロン機能にとって必須の働きをするだけではなく、HtpGのコシャペロンとしてHtpG-DnaK2シャペロン系の共同作用にとって重要な働きをするのではないかという新規な仮説を立てて、その実証を試みてきた。プルダウン法等により、HtpGはJドメイン（DnaKとの相互作用ドメイン）以外の領域と相互作用することを明らかにし、さらにDnaJ2はHtpGと基質との相互作用を弱めることを示唆する結果を得た。これらの結果は、DnaJ2がHtpGのコシャペロンとして、HtpGの基質解離を促してそのシャペロン作用を調節することを示唆するものである。
我々はさらに、GroEL-DnaK2-DnaJ2-HtpGシャペロンネットワークを仮定し、その存在を実証すべく研究を進めてきた。本年度の成果は、GroELとHtpGの新規な物理的相互作用を検出したことである。
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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
我々は、HtpGがDnaK2と協調的にシャペロン作用することを明らかにしたが、本年度は、この新規HtpG-DnaK2シャペロン系の制御機構を明らかにする上で重要な知見を得た。その知見とは、HtpGとDnaK2の（ATPase）活性比とモル比により共同作用が調節されうるというものである。
さらに、シアノバクテリアの二種類のGroELホモログのうちの一つ（GroEL1）だけが単量体でHtpGと相互作用するという新規な結果を得た。これは、本研究課題で仮定したGroEL-DnaK2-DnaJ2-HtpGシャペロンネットワークの存在を支持するもので、今後の研究の発展につながるものであると評価される。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26年度後半になって、GroEL1単量体とHtpG（二量体）の新規な物理的相互作用を検出した。この知見を発展させるためには、このGroEL1-HtpG複合体形成を種々の条件・方法等で確認する必要がある。その理由は、GroELは安定な14量体を形成して機能すると一般的に考えられているので、GroEL1単量体とHtpGの相互作用機構は極めて新規なものであり、慎重に実証していかねばならないからである。この物理的相互作用を確認後、相互作用によってお互いのATPase活性やシャペロン機能が変化する（調節される）ことを明らかにし、これらの結果をまとめて、学会・学術論文等で発表する予定である。
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| Causes of Carryover |
平成26年度に、本研究の実施計画の一つとしてあげた「HtpG-DnaK2-GroEL複合体の解析」を遂行し、その結果を学会等で発表する予定であったが、26年度後半になってシアノバクテリアの二種類のGroELホモログのうちの一つ（GroEL1）だけが、単量体に解離した後にHtpGと相互作用するということを示唆する、極めて興味深い結果を得たので、計画を変更して、平成27年度にこの結果を確認し、よりインパクトの高い発表等を行うこととしたため、未使用が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成26年度に行った非変性電気泳動法による解析に加えて、他の方法も用いて実験を行い、GroEL1の単量体がHtpG（二量体）と相互作用して複合体を形成することを確認する。GroELは安定な14量体を形成して機能すると一般的に考えられているので、この複合体形成は新規なメカニズムで起こるものと思われる。これらの結果をまとめて、学会等での発表を平成27年度に行うこととし、未使用額はその経費に充てることとしたい。
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[Presentation] シアノバクテリアHsp70 (DnaK2)とHsp90 (HtpG)及びリン脂質との特異的相互作用2014
Author(s)
Hitoshi Nakamoto, Kensaku Fujita, Aguru Ohtaki, Saaimatul Huq, Keigo Sueoka, Viktoria Varvasovszki, Attila Glatz, Zsolt Torok, Ana-Maria Pilbat, Ibolya Horvath, Laszlo Vigh
Organizer
第37回日本分子生物学会年会
Place of Presentation
パシフィコ横浜
Year and Date
2014-11-25 – 2014-11-27
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[Presentation] Amphitropic DnaK2: Its association with Hsp90 and lipid membrane in cyanobacteria2014
Author(s)
Hitoshi Nakamoto, Kensaku Fujita, Aguru Ohtaki, Saaimatul Huq, Keigo Sueoka, Viktoria Varvasovszki, Attila Glatz, Zsolt Torok, Ana-Maria Pilbat, Ibolya Horvath, Laszlo Vigh
Organizer
FASEB Science Research Conference ‘Protein Folding in the Cell’
Place of Presentation
Vermont, 米国
Year and Date
2014-07-20 – 2014-07-25
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