脊椎動物の染色体凝縮を担うコンデンシンの構造基盤と動的挙動の解明

阐明在脊椎动物染色体凝缩中发挥作用的凝缩蛋白的结构基础和动态行为

• 批准号: 20H03197
• 负责人: 原 幸大
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: University of Shizuoka
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H03197/
• 关键词: X線結晶構造解析; 染色体凝縮; コンデンシン

本研究では、脊椎動物の染色体凝縮を担うコンデンシンのnon-SMCサブユニットの結晶構造を高分解能で決定すると共に、ヌクレオソームやSMCサブユニットとの複合体を再構成し、SAXS、クライオEMにより動的挙動を解析することを目標とする。また、染色体の再構成系を用いた構造機能相関解析を通して、菌類のモデルでは説明できない脊椎動物特有の染色体凝縮の作用機序を原子レベルで明らかにすることにある。染色体凝縮の機能不全はがんや小頭症を引き起こすことから、その分子メカニズムを理解することで抗がん剤創薬が期待できる。本年度は、コンデンシンIIのnon-SMCサブユニットであるCAP-G2-H2とDNAとの相互作用解析を行い、DNA結合部位の同定と共結晶化に向けて最適な二本鎖DNAの長さを決定した。また、AlphaFold2による構造予測からCAP-Gには複数の長大なループ領域が存在することが示唆される。これらの領域を様々に欠損させた発現系を構築し、その一部については組換えタンパク質の調製に成功した。次年度以降、これらの新たな組換えタンパク質とDNAの共結晶化条件の探索を進める。コンデンシンIのnon-SMCサブユニットに関しては、構造解析に既に成功しているCAP-G-Hの構造を再検証し、熱力学的に不安定な領域を同定、欠損させた変異体を設計し、組換えタンパク質の調製に成功した。CAP-G-HについてもDNAとの共結晶化条件を探索していく。コンデンシンI・IIの残りのnon-SMCサブユニットについても生物種の検討も含め引き続き組換えタンパク質の調製方法を再検討する。

The purpose of this study is to determine the high resolution energy of the crystal structure of the non-SMC structure of vertebrate chromosome condensation, and to reconstruct the complex of the non-SMC structure of vertebrate chromosome condensation, SAXS and EM. Analysis of structural functions related to chromosome recombination, fungi, and vertebrate specific chromosome condensation mechanisms Chromosome condensation is not fully functional, and it is expected that microcephaly will occur. This year, the analysis of CAP-G2-H2 DNA interaction, the identification of DNA binding sites, and the co-crystallization of DNA were determined. AlphaFold2 structural prediction, CAP-G, and the existence of multiple growth domains In this field, the loss of the discovery system is constructed, and a part of the system is successfully modulated. In the next year, we will continue to explore the co-crystallization conditions of DNA in order to improve the quality of DNA. The structure of CAP-G-H is re-examined successfully in structural analysis, and the unstable domain of thermodynamics is determined and the design of different materials is successful in structural analysis. CAP-G-H is a new method for co-crystallization of DNA. The evaluation of biological species in the non-SMC support network of Kondensen I and II, including the modulation method of the chemical composition of Kondensen I and II, will be re-discussed.

项目成果

Development of a DNA aptamer that binds to the complementarity-determining region of therapeutic monoclonal antibody and affinity improvement induced by pH-change for sensitive detection

• DOI: 10.1016/j.bios.2022.114027
• 发表时间: 2022-02-01
• 期刊: BIOSENSORS & BIOELECTRONICS
• 影响因子: 12.6
• 作者: Saito, Taro;Shimizu, Yutaka;Ikebukuro, Kazunori
• 通讯作者: Ikebukuro, Kazunori

コンデンシンIサブコンプレックスとDNAの複合体の結晶化

凝缩蛋白 I 亚复合物和 DNA 复合物的结晶

• 发表时间: 2021
• 作者: Murakami Chiaki;Sakane Fumio;矢島聡
• 通讯作者: 矢島聡

転写因子STAT3の脱リン酸化を阻害するTRIM59の調製と結晶化

抑制转录因子STAT3去磷酸化的TRIM59的制备和结晶

• 发表时间: 2021
• 作者: 松浦咲季

GATA4 dimerization may be a target for heart failure therapy

GATA4二聚化可能是心力衰竭治疗的目标

• 发表时间: 2021
• 作者: Satoshi Shimizu;Kodai Hara;Asami Hishiki;Yoichi Sunagawa;Yasufumi Katanasaka;Yusuke Miyazaki;Masafumi Funamoto;Nurmila Sari;Kana Shimizu;Koji Hasegawa;Hiroshi Hashimoto;Tatsuya Morimoto
• 通讯作者: Tatsuya Morimoto

ディフィシル菌由来スライディングクランプの結晶構造

艰难梭菌滑动钳的晶体结构

• 发表时间: 2022
• 作者: Kinugawa Kaoru;Luginbuhl Joachim;Matsui Takeshi K.;Eura Nobuyuki;Sakaguchi Yoshihiko M.;Shin Jay W;Sugie Kazuma;Schwamborn Jens C.;Mori Eiichiro;菱木麻美
• 通讯作者: 菱木麻美