プロテアソームの再構成法の確立と作動機構の構造的基盤の解明

ユビキチン化された基質は、プロテアソームにより認識され、脱ユビキチン化反応、変性反応を仕掛けられた後、触媒中心である20Sプロテアソームへとトランスロケーションし加水分解される。26Sプロテアソームは30を超える異なるサブユニットからなり、その構造の複雑さから結晶化が困難である。本研究では、質量分析法、結晶構造解析、Cryo-電子顕微鏡などの異なる構造解析法を組み合わせることによって、ユビキチン鎖形成メカニズムおよび26Sプロテアソームの会合メカニズムおよび複合体内相互作用の詳細に迫ることに成功した。ユビキチン鎖形成については、ユビキチンを結合したE2のX線結晶構造を明らかにし、UbcH5b-Ub複合体が自己会合することによりユビキチン鎖形成を促進することを示した(この研究はStructure誌に掲載された)。プロテアソームの会合については、質量分析法を巧みに用いて新たなアッセンブリー中間体を同定し、脱ユビキチン化酵素であるUbp6のアッセンブリーへの寄与を明らかにした(投稿中)。これらの成果は論文化され大きな評価を得た。さらにCryo電子顕微鏡を用いた構造解析については、26SプロテアソームのサブユニットのひとつであるRpn2の局在をGreen Fluorescent proteinによりラベルすることにより局在を明らかにし、その機能に知見を与えた。これらの成果はユビキチン-プロテアソーム系の構造生物学研究におおきく寄与した。

ユビキチン化された基質は、プロテアソームにより認識され、脱ユビキチン化反応、変性反応を仕掛けられた後、触媒中心である20Sプロテアソームへとトランスロケーションし加水分解される。26Sプロテアソームは30を超える異なるサブユニットからなり、その構造の複雑さから結晶化が困難である。本研究では、質量分析法、結晶構造解析、Cryo-電子顕微鏡などの異なる構造解析法を組み合わせることによって、ユビキチン鎖形成メカニズムおよび26Sプロテアソームの会合メカニズムおよび複合体内相互作用の詳細に迫ることに成功した。ユビキチン鎖形成については、ユビキチンを結合したE2のX線結晶構造を明らかにし、UbcH5b-Ub複合体が自己会合することによりユビキチン鎖形成を促進することを示した(この研究はStructure誌に掲載された)。プロテアソームの会合については、質量分析法を巧みに用いて新たなアッセンブリー中間体を同定し、脱ユビキチン化酵素であるUbp6のアッセンブリーへの寄与を明らかにした(投稿中)。これらの成果は論文化され大きな評価を得た。さらにCryo電子顕微鏡を用いた構造解析については、26SプロテアソームのサブユニットのひとつであるRpn2の局在をGreen Fluorescent proteinによりラベルすることにより局在を明らかにし、その機能に知見を与えた。これらの成果はユビキチン-プロテアソーム系の構造生物学研究におおきく寄与した。