ＡＴＰによるタンパク質の線維化阻害機構の解明

阐明ATP抑制蛋白质纤维化的机制

• 批准号: 19J13259
• 负责人: 西澤 茉由
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J13259/
• 关键词: ATP; NMR; 線維化阻害; タンパク質; ユビキチン; α-シヌクレイン; p62 UBA; アミロイド; 溶液NMR

本年度では、NMR分光法とMDシミュレーションを組み合わせることにより、ATPとさまざまなタンパク質との間の非共有結合相互作用を解析し、その結果、本年度において以下の2点のさらなる知見を得た。(1) タンパク質の溶媒和に及ぼすATPの影響 :タンパク質と水の水素交換の直接測定であるCLEANEX-PM法を測定した結果、構造を持つユビキチン(Ub)と構造を持たないα-シヌクレインの両方において、溶媒に曝されたタンパク質領域で、タンパク質のアミドと水の水素交換速度が低下していることが確認された.さらに、ATPを添加すると、UbアルギニンNε-Hε側鎖共鳴と一致する化学シフトの新たなクロスピークが複数現れた。これらの共鳴はATP非添加時には観測されなかったため、ATPがタンパク質と溶媒の水素交換を変化させたことが明らかになった。(2) ATPのオリゴマー状態:昨年度までに得られた、ATPとタンパク質の相互作用の濃度依存性をさらに調べるために、ATP自体の濃度依存性を複数の生物物理学的測定法を用いて調べた結果、ITC、NMR、DLS等の手法で高濃度でのATPの異なる分子状態が存在することがわかった。本研究において明らかにした非特異的なタンパク質-ATP相互作用は、以下の2点のATPの特性に由来するものと考えられる。１.正に荷電したタンパク質残基と疎水性のタンパク質残基の両方との相互作用を可能にする、ATPの両親媒性（アニオン性-疎水性） ２.タンパク質表面のパッチにATPを適合させることを可能にするコンフォメーションの柔軟性これらの知見は、ATPが細胞内で高い絶対濃度で存在する理由を非代謝的な観点から説明するものであり、同様の可溶化性小分子が細胞内で強力な凝集防止効果を持つ可能性を示唆している。

This year で は and NMR spectrometry と MD シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を group み close わ せ る こ と に よ り, ATP と さ ま ざ ま な タ ン パ ク qualitative と の の than there are combined with interaction between を analytical し, そ の result, this year's に お い て の below 2 point の さ ら な る knowledge を た. (1) The influence of タ, パ, パ, <s:1> solvents and に and ぼすATP <e:1> : タ ン パ ク mass exchange の と water の element directly で あ る CLEANEX - PM を method to determine the し た results, tectonic を つ ユ ビ キ チ ン (Ub) と tectonic を hold た な い alpha シ ヌ ク レ イ ン の struck party に お い て, solvent に さ れ た タ ン パ ク mass field で, タ ン パ ク qualitative の ア ミ ド と water の element exchange rate low が し て い る こ と が confirm さ れ た. さ ら に, ATP を add す る と, Ub ア ル ギ ニ ン N epsilon -h epsilon side chain resonance と consistent す る chemical シ フ ト の new た な ク ロ ス ピ ー ク が plural now れ た. こ れ ら の resonance は ATP when not add に は 観 measuring さ れ な か っ た た め, ATP が タ ン パ ク qualitative と solvent exchange を の water element - the さ せ た こ と が Ming ら か に な っ た. (2) ATP の オ リ ゴ マ ー status: yesterday's annual ま で に have ら れ た, ATP と タ ン パ ク qualitative の interaction の concentration dependence を さ ら に adjustable べ る た め に, autologous の ATP concentration dependence を measurement of plural の biophysics を with い て adjustable べ た results, such as ITC, NMR, DLS の gimmick で high-concentration で の ATP の different な る molecular state Youdaoplaceholder0 exists する とがわ とがわ った った. This study に お い て Ming ら か に し た of nonspecific な タ ン パ ク mass - ATP は interaction, the following の 2 の ATP の features に origin す る も の と exam え ら れ る. 1. Positive に charged し た タ ン パ ク qualitative residues と 疎 water-based の タ ン パ ク qualitative residues の struck party と の interaction may を に す る, ATP の struck close pollination (ア ニ オ ン sex - 疎 water-based) 2. タ ン パ ク mass surface の パ ッ チ に を for ATP さ せ る こ と を may に す る コ ン フ ォ メ ー シ ョ ン の softness こ れ ら の knowledge は, ATP が で い unique moral high concentration in cells exist で す る reason を of metabolic な 観 point か ら illustrate す る も の で あ り, with others in の solubilization sex small molecule で strong な が cell agglutinate prevent unseen fruit を つ Possibility を suggests て て る る.

项目成果

Structural Dynamic Heterogeneity of Polyubiquitin Subunits Affects Phosphorylation Susceptibility

多聚泛素亚基的结构动态异质性影响磷酸化敏感性

• DOI: 10.1021/acs.biochem.0c00619
• 发表时间: 2021
• 期刊: Biochemistry
• 影响因子: 2.9
• 作者: Morimoto Daichi;Walinda Erik;Takashima Shingo;Nishizawa Mayu;Iwai Kazuhiro;Shirakawa Masahiro;Sugase Kenji
• 通讯作者: Sugase Kenji

溶液NMRを用いたATP-タンパク質相互作用の解析

使用溶液 NMR 分析 ATP-蛋白质相互作用

• 发表时间: 2019
• 作者: Mayu Nishizawa;Erik Walinda;Daichi Morimoto;Kenji Sugase;Mayu Nishizawa;西澤 茉由
• 通讯作者: 西澤 茉由