In-situ structural biology by NMR spectroscopy

通过核磁共振波谱进行原位结构生物学

• 批准号: 21H02419
• 负责人: 伊藤 隆
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02419/
• 关键词: in-cell NMR; 蛋白質; 分子クラウディング; 立体構造; 相互作用; ダイナミクス; 液液相分離

細胞内の分子クラウディング環境は，蛋白質の生物活性のみならず，その立体構造やダイナミクスにも影響を与える．本研究ではin-cell NMRを用いて，細胞中蛋白質動態の詳細な理解を目指す．真核細胞内での，(1)蛋白質の立体構造・ダイナミクス，(2)マルチドメイン蛋白質のドメイン間相互作用，(3)蛋白質間相互作用，を解析するためには，in-cell NMR測定の様々な要素技術の高度化が必須である．In-cell NMRによって得られた立体構造，ダイナミクス，フォールディング安定性，蛋白質間相互作用を解析することで，細胞内分子クラウディング環境の普遍的な理解に挑戦する．2022年の研究業績は以下の通り．(1)細胞内蛋白質の立体構造・ダイナミクスの解析については，引き続き開発研究を進め，情報科学を駆使した自動NMRデータ解析で進展があった．GTP結合型RASの動的構造多形に対する細胞内環境の影響についても解析を開始した．また，植物培養細胞を用いたin-cell NMR解析も行った．(2)細胞内マルチドメイン蛋白質のドメイン間相互作用の解析については，常磁性NMR情報を効率よく利用したPCS/PRE情報からの蛋白質立体構造計算手法の開発を進めた．モデル試料としてヒトユビキチンタンデム２量体を用い，ランタノイド結合タグによって常磁性中心を導入した．その後，HeLa細胞に導入し解析を行った．現在細胞内環境における構造アンサンブルの決定を行っている．(3)細胞内蛋白質間相互作用の解析」ついては，クラウディング環境下で蛋白質間相互作用をとらえるための方法論的研究を継続して進めた．2021年から始めたGRB2とSOS1蛋白質の系に加えて，ショウジョウバエDrkとSosの相互作用の系も含めて解析を行い，それぞれの相互作用によって形成される液液相分離（LLPS）について解析を行った．

The molecular environment inside the cell, the biological activity of the protein, and the three-dimensional structure of the protein affect the environment and the environment. The purpose of this study is to use in-cell NMR to provide a detailed understanding of protein dynamics in cells. In-cell interactions, (1) three-dimensional structure of proteins, (2) interactions between proteins, (3) protein-protein interactions, in-cell analysis It is necessary to advance the technology of NMR measurement elements. In-cell NMR has obtained the three-dimensional structure of the られた, the ダイナミクス, the stability of the フォールディング, and the inter-protein The interaction is analyzed and the molecules in the cell are universally understood and the environment is challenged. The research performance in 2022 is as follows. (1) The three-dimensional structure of intracellular proteins, the analysis of the intracellular protein, the progress of the analysis of the information science, the progress of the automatic NMR analysis of the information science. Analysis of the polymorphic structure of GTP-binding RAS and its influence on the intracellular environment has begun.また, plant culture cells を using いた in-cell NMR analysis も行った. (2) Analysis of intracellular interactions between proteins, normal magnetic NMR Information efficiency and utilization of PCS/PRE information and calculation method of protein three-dimensional structure. The モデル sample としてヒトユビキチンタンデム2 volume を is used い, ランタノイド combined タグ によって normal magnetic center を is introduced した. After that, HeLa cells were introduced and analyzed. Now the structure of the intracellular environment is determined by the structure of the cell. (3) Analysis of intracellular protein-protein interactions. Methodological research on protein-protein interactions in a クラウディング environment. In 2021, the system of GRB2 and SOS1 proteins and the interaction between them The system is composed of a liquid-liquid phase separation (LLPS) and a liquid-liquid phase separation (LLPS).

项目成果

常磁性ランタノイド金属を用いた蛋白質の溶液NMRおよびin-cell NMR解析

使用顺磁性镧系金属对蛋白质进行溶液 NMR 和细胞内 NMR 分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 尾嶋拓;杉田有治;Cheng Tan;Yutaka Ito;Yutaka Ito;伊藤 隆
• 通讯作者: 伊藤 隆

マルチドメイン蛋白質GRB2とSOS1-PRM領域の相互作用解析

多域蛋白GRB2与SOS1-PRM区域的相互作用分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Hisashi Okumura;館野 桂太，菅澤 はるか，安藤 考史，田端 真彩子，美川 務，猪股 晃介，甲斐荘 正恒，三島 正規，杉田 有治，池谷 鉄兵，伊藤 隆
• 通讯作者: 館野 桂太，菅澤 はるか，安藤 考史，田端 真彩子，美川 務，猪股 晃介，甲斐荘 正恒，三島 正規，杉田 有治，池谷 鉄兵，伊藤 隆

Insight into the C-terminal SH3 domain mediated binding of Drosophila Drk to Sos and Dos

• DOI: 10.1016/j.bbrc.2022.08.007
• 发表时间: 2022-08-08
• 期刊: BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS
• 影响因子: 3.1
• 作者: Sayeesh, Pooppadi Maxin;Ikeya, Teppei;Ito, Yutaka
• 通讯作者: Ito, Yutaka

常磁性 NMR を用いた根粒菌マルチドメイン蛋白質FixJの立体構造解析

使用顺磁 NMR 分析根瘤菌多域蛋白 FixJ 的三维结构

• 发表时间: 2022
• 作者: Sayeesh;PM;Teppei Ikeya;Haruka Sugasawa;Riki Watanabe;Yutaka Ito;屋部 祥大，田岸 亮馬，鴨志田 一，美川 務，猪股 晃介，池谷 鉄兵，伊藤 隆;豊田 芽生，猪股 晃介，末広 志織，島 海翔，池谷 鉄兵，鈴木 隆史，山本 雅之，伊藤 隆;大久保 里佳，池谷 鉄兵，渡邉 吏輝，菱倉 直樹，三島 正規，猪股 晃介，小手石 泰康，澤井 仁美，城 宣嗣，伊藤 隆
• 通讯作者: 大久保 里佳，池谷 鉄兵，渡邉 吏輝，菱倉 直樹，三島 正規，猪股 晃介，小手石 泰康，澤井 仁美，城 宣嗣，伊藤 隆

NMR 解析を用いた解糖系酵素 PGK の環境適応的活性制御による解糖系調節機構

使用 NMR 分析通过糖酵解酶 PGK 的环境适应性活性控制进行糖酵解调节机制

• 发表时间: 2022
• 作者: 八木 宏昌;葛西 卓磨;Elisa Rioual;池谷 鉄兵;木川 隆則
• 通讯作者: 木川 隆則