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2018 Fiscal Year Annual Research Report

機能性核酸の細胞内動的構造解析とDNA変換酵素のスライディングの活写

Publicly Offered Research

Project AreaNovel measurement techniques for visualizing 'live' protein molecules at work
Project/Area Number 17H05878
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

永田 崇  京都大学, エネルギー理工学研究所, 准教授 (10415250)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
KeywordsAPOBEC / in-cell NMR / AFM
Outline of Annual Research Achievements

A3G及びA3Fはレトロウィルスが合成するssDNA上のシトシンをウラシルに脱アミノ化することにより遺伝情報を破壊する。本研究では、A3G及びA3Fが一本鎖DNA中の標的シトシンを探索する際の分子機構の解明を目指して来た。これまでA3Gについて解析を進め成果を上げてきたが、今回はA3Fの解析を行い論文発表した[BBA, 2020]。まず、A3FのN214H変異体の活性が高いことを見出し [PCCP, 2018a]、これを使うことによりNMR解析が可能であることに思い至った。そして、これまで用いてきたuracil-DNA glycosylaseアッセイに加え、実時間NMR法も用いて脱アミノ化酵素活性を調べた。これにより、A3Fは濃度条件[A3F-CTD]≫[ssDNA]では長いssDNA中の標的シトシンを効率よく脱アミノ化するのに対し、[A3F-CTD]≪[ssDNA]条件では短いssDNA中の標的シトシンを効率よく脱アミノ化することが明らかとなった[BBA, 2020]。さらに本研究では、脱アミノ化速度とssDNA結合親和性を使って半定量解析することにより、A3Fのこの特徴的な活性について合理的に説明することにも成功した[BBA, 2020]。他方、機能性核酸の細胞内動的構造解析については、これまでにヒト培養細胞に導入した核酸のin-cell NMRに成功していた[PCCP, 2018b]。核酸のイミノ水素は塩基対を形成したときのみNMRシグナルとして観測される。したがって、イミノ水素と水の水素の交換速度を知ることにより、核酸構造の局所的な安定性を評価することができる。我々は、ヒト培養細胞に導入した核酸についてこの交換速度を測定するin-cell NMR法を開発し、核酸構造の安定性に関して議論することに成功し、第18回蛋白質科学会年会において口頭発表を行った。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (40 results)

All 2020 2019

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results) Presentation (34 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Development and structural determination of an anti-PrPC aptamer that blocks pathological conformational conversion of prion protein2020

    • Author(s)
      Mashima Tsukasa、Lee Joon-Hwa、Kamatari Yuji O.、Hayashi Tomohiko、Nagata Takashi、Nishikawa Fumiko、Nishikawa Satoshi、Kinoshita Masahiro、Kuwata Kazuo、Katahira Masato
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 10 Pages: 4934

    • DOI

      10.1038/s41598-020-61966-4

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Recent progress of in-cell NMR of nucleic acids in living human cells2020

    • Author(s)
      Yamaoki Yudai, Sakamoto Tomoki, Nagata Takashi, Katahira Masato
    • Journal Title

      Biophysical Reviews

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1007/s12551-020-00664-x

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] RNA sequence and length contribute to RNA-induced conformational change of TLS/FUS2020

    • Author(s)
      Hamad Nesreen、Mashima Tsukasa、Yamaoki Yudai、Kondo Keiko、Yoneda Ryoma、Oyoshi Takanori、Kurokawa Riki、Nagata Takashi、Katahira Masato
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 10 Pages: 2629

    • DOI

      10.1038/s41598-020-59496-0

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Suppression of Fast Proton Conduction by Dilution of a Hydronium Solvate Ionic Liquid: Localization of Ligand Exchange2020

    • Author(s)
      Kawata Kio、Kitada Atsushi、Tsuchida Naoki、Saimura Masayuki、Nagata Takashi、Katahira Masato、Fukami Kazuhiro、Murase Kuniaki
    • Journal Title

      Journal of The Electrochemical Society

      Volume: 167 Pages: 046508~046508

    • DOI

      10.1149/1945-7111/ab75fc

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] An insight into the dependence of the deamination rate of human APOBEC3F on the length of single-stranded DNA, which is affected by the concentrations of APOBEC3F and single-stranded DNA2020

    • Author(s)
      Wan Li、Kamba Keisuke、Nagata Takashi、Katahira Masato
    • Journal Title

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects

      Volume: 1864 Pages: 129346

    • DOI

      10.1016/j.bbagen.2019.04.011

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] How Does the Recently Discovered Peptide MIP Exhibit Much Higher Binding Affinity than an Anticancer Protein p53 for an Oncoprotein MDM2?2019

    • Author(s)
      Yamada Tatsuya、Hayashi Tomohiko、Hikiri Simon、Kobayashi Naohiro、Yanagawa Hiroshi、Ikeguchi Mitsunori、Katahira Masato、Nagata Takashi、Kinoshita Masahiro
    • Journal Title

      Journal of Chemical Information and Modeling

      Volume: 59 Pages: 3533~3544

    • DOI

      10.1021/acs.jcim.9b00226

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Structural and functional study of the G-quadruplex anti-prion RNA aptamer and in-cell NMR of nucleic acids2020

    • Author(s)
      Nagata Takashi
    • Organizer
      International IPR Seminar, Open up a new era of structural biology with advanced NMR study
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Development of anti-prion RNA aptamers and destruction of the Alzheimer's disease-related complex2020

    • Author(s)
      Mashima Tsukasa、Iida Mamiko、Lee Joon-Hwa、Yamaoki Yudai、So Masatomo、Kamatari Yuji O.、Hayashi Tomohiko、Kinoshita Masahiro、Kuwata Kazuo、Nagata Takashi、Katahira Masato
    • Organizer
      The 46th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry, The 3rd Annual Meeting of Japan Society of Nucleic Acids Chemistry
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Heterologous expression and oxidative activity of four fungal ligninolytic enzymes by Pichia pastoris2020

    • Author(s)
      Kenneth TSK, Kondo K, Nagata T, Katahira M
    • Organizer
      日本農芸化学会2020年度大会
  • [Presentation] 選択的白色腐朽菌が産する溶解性多糖モノオキシゲナーゼの構造および活性の解析2020

    • Author(s)
      近藤 敬子, グエン フエン, ワンサミハルジャ アンドリー, 小瀧 努, 三上 文三, 渡辺 隆司, 永田 崇, 片平 正人
    • Organizer
      日本農芸化学会2020年度大会
  • [Presentation] リグニン・多糖複合体分解に関与する白色腐朽菌由来グルクロノイルエステラーゼの速度論解析および添加剤耐性2020

    • Author(s)
      坂井勇太, 林孟宜, 檜山明穂, 米沢柚香, 近藤敬子, 永田崇, 片平正人
    • Organizer
      日本農芸化学会2020年度大会
  • [Presentation] In-cell NMR法を用いた非標準構造を形成する核酸の構造安定性の解析2020

    • Author(s)
      阪本知樹, 山置佑大, 加納ふみ, 村田昌之, 永田崇, 片平正人
    • Organizer
      第100回日本化学会年会
  • [Presentation] リグニンオリゴマーモデルとセルラーゼ糖質結合モジュール間の相互作用を原子・分子レベルで可視化するためのNMR解析2020

    • Author(s)
      徳永 有希, 永田 崇, 近藤 敬子, 片平 正人, 渡辺 隆司
    • Organizer
      第70回日本木材学会大会
  • [Presentation] Oxidative activity of four heterologously expressed fungal ligninolytic enzymes by Pichia pastoris2020

    • Author(s)
      Kenneth TSK, Kondo K, Nagata T, Katahira M
    • Organizer
      第70回日本木材学会大会
  • [Presentation] STRUCTURAL AND PHYSICAL BASIS FOR THE HIGHER AFFINITY TO ONCOPROTEIN MDM2 OF A PEPTIDE SELECTED WITH MRNA DISPLAY OVER TUMOR SUPPRESSOR P532020

    • Author(s)
      Nagata Takashi、Yamada Tatsuya、Hayashi Tomohiko、Hikiri Shimon、Kobayashi Naohiro、Ikeguchi Mitsunori、Katahira Masato、Kinoshita Masahiro、Yanagawa Hiroshi
    • Organizer
      64th Annual Meeting of the Biophysical Society
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] AFMで測定したDNA粒子の特徴抽出と機械学習による四重鎖判別法の開発2019

    • Author(s)
      田中陽一郎, 永田崇, 萩野俊郎
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] NADPH再生系を内包するハイブリッド型アゾレダクターゼの開発2019

    • Author(s)
      堀内正隆, 永田崇, 片平正人, 小橋川敬博, 鈴木定彦, 落合正則
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] Promoter associated non-coding RNA, pncRNA, can diminish the aggregation of TLS caused by shearing stress2019

    • Author(s)
      Hamad NH, Mashima T, Yamaoki Y, Kondo K, Yoneda R, Kurokawa R, Nagata T, Katahira, M
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] HIV Vifによるユビキチン化を介さないヒトAOBEC3G活性の阻害2019

    • Author(s)
      神庭圭佑, 万里, 雲財悟, 森下了, 永田崇, 片平正人
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] Vif - CBFβ - CUL5 - ELOB - ELOC 複合体に結合するアプタマーの解析2019

    • Author(s)
      熊谷紀志, 鈴木拓也, 関川湧斗, 神庭圭介, 万里, 永田佳代子, 高折晃史, 片平正人, 永田崇, 坂本泰一
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] 選択的白色腐朽菌に由来するLytic polysaccharide monooxygenaseのX線結晶構造および活性の解析2019

    • Author(s)
      近藤敬子, Nuyen Nguyen, Andry Wangsamihardja, 小瀧努, 三上文三, 渡辺隆司, 永田崇, 片平正人
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] In-cell NMR法によるヒト生細胞内の核酸の構造およびダイナミクスの解析2019

    • Author(s)
      山置佑大, 永田崇, 阪本知樹, 高見昇平, 加納ふみ, 村田昌之, 片平正人
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] ヒト生細胞内における核酸の非標準構造および構造安定性のin-cell NMR法を用いた解析2019

    • Author(s)
      阪本知樹, 山置佑大, 加納ふみ, 村田昌之, 永田崇, 片平正人
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] In-cell NMR法によるヒト生細胞内における核酸‐リガンド相互作用の解析2019

    • Author(s)
      高見昇平, 山置佑大, 加納ふみ, 村田昌之, 坂本秦一, 原田和雄, 永田崇, 片平正人
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] In-cell NMR法を用いたヒト生細胞内のDNAおよびRNAの構造安定性評価2019

    • Author(s)
      山置佑大, 永田崇, 高見昇平, 阪本知樹, 片平正人
    • Organizer
      第58回NMR討論会(2019)(NMR討論会・SEST2019連合大会)
  • [Presentation] 非常に高い活性を有する抗プリオンRNAアプタマーの構造機能相関2019

    • Author(s)
      永田崇, 真嶋司, Lee Joon-Hwa, 鎌足雄司, 林智彦, 木下正弘, 桑田一夫, 片平正人
    • Organizer
      第58回NMR討論会(2019)(NMR討論会・SEST2019連合大会)
  • [Presentation] The observation of in-cell NMR signals of nucleic acids in living human cells2019

    • Author(s)
      Yamaoki Y, Kiyoishi A, Miyake M, Lin KH, Kano F, Murata M, Nagata T, Katahira M
    • Organizer
      7th International Meeting of Quadruplex Nucleic Acids
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] In-cell NMR法を用いたヒト生細胞内核酸の構造およびダイナミクスの評価2019

    • Author(s)
      山置佑大, 永田崇, 清石 彩華, 三宅 雅之, 加納ふみ, 村田昌之, 片平正人
    • Organizer
      第57回日本生物物理学会年会
  • [Presentation] HIV Vif-ヒトE3ユビキチンリガーゼ複合体によるヒト抗ウイルス因子APOBEC3Gの脱アミノ化阻害の分子メカニズム2019

    • Author(s)
      神庭圭佑, 万里, 雲財悟, 森下了, 永田崇, 片平正人
    • Organizer
      第57回日本生物物理学会年会
  • [Presentation] The effect of the distance between the RNA sequences recognized by two RNA-binding domains on the affinity of the MSI1-RNA interaction2019

    • Author(s)
      Tu Wei Hsm, 神庭 圭佑, 永田 崇, 片平 正人
    • Organizer
      第57回日本生物物理学会年会
  • [Presentation] NMR Analysis for Molecular Insight into the Interaction between Lignin and Carbohydrate Binding Module of Cel7A from Trichoderma reesei2019

    • Author(s)
      Tokunaga, Y, Nagata, T, Kondo, K, Katahira, M, Watanabe, T
    • Organizer
      The 20th International Symposium on Wood, Fiber and Pulping Chemistry
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Structural analyses of covalent linkages between lignin and hemicellulose in wood cell walls2019

    • Author(s)
      H. Nishimura, K. Nagata, M. Yamada, T. Nagata, M. Katahira, T. Watanabe
    • Organizer
      1st International Lignin Symposium
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] NMR study on Binding Sites of 13C-Lignin Oligomer Models with Carbohydrate2019

    • Author(s)
      Tokunaga, Y, Nagata, T, Kondo, K, Katahira, M, Watanabe, T
    • Organizer
      1st International Lignin Symposium
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Strategy of lignocellulose conversion using catalysts with controlled affinity to lignin2019

    • Author(s)
      Watanabe, T, Tokunaga, Y, Oshiro, S, Saito, K, Okano, H, Nishimura, H, Nagata, T, Kondo, K, Katahira, M, Isozaki, K, Takaya, H, Nakamura, M
    • Organizer
      1st International Lignin Symposium
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] セルラーゼ糖質結合モジュールに対するリグニンモデル吸着部位の解析2019

    • Author(s)
      德永有希, 永田崇, 近藤敬子, 片平正人, 渡辺隆司
    • Organizer
      第33回セルラーゼ研究会
  • [Presentation] Disruption of the Alzheimer’s disease-related complex between prion and amyloid β by an anti-prion aptamer2019

    • Author(s)
      T. Mashima, Y. M. Iida, Yamaoki, M. So, T. Nagata, M. Katahira
    • Organizer
      Commemorative International Symposium of the Japan Society of Nucleic Acids Chemistry (CISNAC) 2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] In-cell NMR法を用いたヒト生細胞内の核酸の構造と安定性の評価2019

    • Author(s)
      山置佑大, 永田崇, 清石彩華, 三宅雅之, Lin Kuan-Heng, 高見昇平, 加納ふみ, 村田昌之, 片平正人
    • Organizer
      第21回日本RNA学会年会
  • [Presentation] プリオンタンパク質の構造変換を抑制するRNAアプタマーの開発と構造決定2019

    • Author(s)
      真嶋司, Lee Joon-Hwa, 鎌足雄司, 林智彦, 永田崇, 西川富美子, 西川諭, 木下正弘, 桑田一夫, 片平正人
    • Organizer
      第21回日本RNA学会年会
  • [Presentation] An insight into the target search and HIV Vif-dependent inactivation of APOBEC3F and APOBEC3G elucidated by tracking the deamination events2019

    • Author(s)
      Kamba K, Wan L, Nagata T, Katahira M
    • Organizer
      8th Asia-Pacific NMR Symposium
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] APOBEC3FとAPOBEC3Gの脱アミノ化速度は、それら及びDNAの濃度、さらにDNAの長さに影響を受ける2019

    • Author(s)
      神庭圭佑, 万里, 永田崇, 片平正人
    • Organizer
      第19回日本蛋白質科学会年会 第71回日本細胞生物学会大会 合同年次大会

URL: 

Published: 2022-12-28  

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