3量体G蛋白質におけるGiαサブユニットの活性制御機構の構造学的研究

三聚体G蛋白Giα亚基活性控制机制的结构研究

• 批准号: 14780532
• 负责人: 浜田 恵輔
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14780532/
• 关键词: 3量体G蛋白質; LGN; Golocoモチーフ; X線結晶構造解析; GoLocoモチーフ

3量体G蛋白質はGαとGβγで構成され、G蛋白質共役型受容体(GPCR)から標的蛋白質へ多様なシグナル伝達を行う。Gαの活性化(GTP結合型)と不活性化(GDP結合型)の切り替えの機構には幾つかの制御蛋白質が関与する。従来、Gαに対してGPCRはGEF(GDP/GTP exchange factor)、RGSファミリーはGAP(GTPase activating protein)、GβγはGDI(GDP dissociation inhibitor)として働く。最近、GDP結合型Gαに特異的に結合するGolocoモチーフを有する一群の蛋白質がGαからGDPの解離を抑制するとともに、Gαを細胞質に留まらせるというGDIとして機能することが知られるようになった。LGN(677アミノ酸)はC末端側に4つのGoLocoモチーフをもつGiα結合蛋白質であり、細胞分裂時における細胞の非対称性の維持や染色体分離に関与する。本研究では、GDPが結合した。GiαとLGNあるいはGoLocoモチーフとの複合体のX線結晶構造解析を行い、GoLocoモチーフによるGiαの認識およびGDI活性の分子メカニズムを明らかにすること、およびLGNの構造解析を行ってLGNの構造と機能の関係について考察することを目的とした。ヒト由来のLGN全長蛋白質とGoloco断片の大腸菌による発現、蛋白質精製法を確立した。LGN全長蛋白質の系にいては、ポリエチレングリコール4000,pH7.0の溶液中において微結晶を得ており、現在、X線回折能の向上を図るため、種々の添加剤を用いて結晶化条件の詳細な検索を行っている。また、位相決定のためセレノメチオニン置換体の作成を行った。GiαとLGN全長およびGoLocoモチーフ断片の複合体の結晶化を広範な溶液条件下で行っている。

3. G protein is composed of Gα and Gβγ, and G protein co-receptor (GPCR) is the target protein. Gα activation (GTP-binding) and inactivation (GDP-binding) mechanisms are involved in the regulation of protein. GPCR, GEF(GDP/GTP exchange factor), RGS, GAP(GTase activating protein) and Gβγ GDI(GDP dissociation inhibitor) are the two main factors. Recently, the GDP-binding type Gα has a group of proteins that inhibit the dissociation of Gα and Gα. LGN(677 amino acid) is associated with the C-terminal side of the 4-terminal GoLoco protein, the maintenance of asymmetry in cells during cell division, and chromosome segregation. This study combines GDP with GDP. X-ray crystal structure analysis of Giα and LGN complex, GoLoco α and molecular structure analysis of GIα and GDI activity, structural analysis of LGN and structural and functional relationship of LGN. The development of LGN full-length protein, Goloco fragment and E. coli and protein purification method were established. LGN full-length protein system in the solution of 4000, pH 7.0 in the micro-crystallization, X-ray reflection energy upward, seed additives used in the crystallization conditions in detail. The phase determination is based on the determination of the displacement. Crystallization of Giα-LGN Full-length and GoLoco-fragment Complexes in Solution

项目成果

Toshiyuki Shimizu, Azusa Seto, Nobuo Maita, Keisuke Hamada, Shoichiro Tsukita, Sachiko Tsukita, Toshio Hakoshima: "Structural basis for neurofibromatosis type 2. Crystal structure of the merlin FERM domain"J Biol Chem. 277・12. 10332-10336 (2002)

清水敏行、濑户梓、舞田伸夫、滨田圭介、月田翔一郎、月田幸子、箱岛俊夫：“神经纤维瘤病2型的结构基础。merlin FERM结构域的晶体结构” J Biol Chem 277・10336（2002年） ）

Keisuke Hamada, Hideo Ago, Mitsuaki Sugahara, Yuichi Nodake, Seiki Kuramitsu, Masashi Miyano: "Oxyanion hole-stabilized stereospecific isomerization in ribose-5-phosphate isomerase (Rpi)"The Journal of Biological Chemistry. 278・49. 49183-49190 (2003)

Keisuke Hamada、Hideo Ago、Mitsuaki Sugahara、Yuichi Nodake、Seiki Kuramitsu、Masashi Miyano：“核糖-5-磷酸异构酶（Rpi）中的氧离子空穴稳定的立体特异性异构化”生物化学杂志 278・49。 2003）

Keisuke Hamada, Toshiyuki Shimizu, Shigenobu Yonemura, Shoichiro Tsukita, Sachiko Tsukita, Toshio Hakoshima: "Structural basis of adhesion-molecule recognition by ERM proteins revealed by the crystal structure of the radixin-ICAM-2 complex"The EMBO Journa

Keisuke Hamada、Toshiyuki Shimizu、Shigenobu Yonemura、Shoichiro Tsukita、Sachiko Tsukita、Toshio Hakoshima：“Radixin-ICAM-2 复合物的晶体结构揭示了 ERM 蛋白粘附分子识别的结构基础”The EMBO Journa