NF-kappaB経路におけるユビキチンシグナリングの構造機能解析

NF-κBはすべての動物の細胞に存在し、炎症反応や細胞増殖、アポトーシスなどに関わる様々な遺伝子の転写を誘導する重要な転写因子である。NF-κBの活性化にはユビキチンが重要な役割を果たしている。NF-κBの活性化因子であるNEMOのユビキチン結合ドメインUBANは、NEMO以外にもABIN1,ABIN2,ABIN3,Optineurinに保存されているが、これらはNF-κBを活性化するものもあれば、反対に不活性化するものもある。本研究ではこれまでNEMOとABIN-1のUBANドメインについて、そのコイルドコイル構造のホモダイマーに対して直鎖状ユビキチン鎖が両側から対称的に2分子結合した結晶構造を解析し、さらにABIN-1ホモダイマーに対し直鎖状ユビキチン鎖1分子が片側だけに結合した複合体の結晶構造を得ている。しかし、直鎖状ポリユビキチン鎖のUBANドメインへの結合が、NEMOの全体構造あるいはNEMOと相互作用するタンパク質群ネットワーク全体にどのような影響を与え、IKK複合体の活性化を引き起こすかが未解明の課題である。NEMOと直鎖状ユビキチンの構造解析結果から、直鎖状ユビキチンの結合がNEMOのコイルドコイル構造の超らせんのピッチを緩めることが分かったが、それがNEMOのN末端に結合したIKKα/βキナーゼに及ぼす影響を調べるためには、NEMOの全体構造さらにはIKK複合体全体構造を解析する必要がある。そこで平成23年度は、スタンフォード放射光研究所(SSRL)でのPhoton Factory震災枠ビームタイムを利用して、X線小角散乱ビームラインBL4-2でNEMO全体のX線溶液散乱データ測定を試みたが、サンプルのアグリゲーションのため解析することは出来なかった。

NF-κBはすべての動物の細胞に存在し、炎症反応や細胞増殖、アポトーシスなどに関わる様々な遺伝子の転写を誘導する重要な転写因子である。NF-κBの活性化にはユビキチンが重要な役割を果たしている。NF-κBの活性化因子であるNEMOのユビキチン結合ドメインUBANは、NEMO以外にもABIN1,ABIN2,ABIN3,Optineurinに保存されているが、これらはNF-κBを活性化するものもあれば、反対に不活性化するものもある。本研究ではこれまでNEMOとABIN-1のUBANドメインについて、そのコイルドコイル構造のホモダイマーに対して直鎖状ユビキチン鎖が両側から対称的に2分子結合した結晶構造を解析し、さらにABIN-1ホモダイマーに対し直鎖状ユビキチン鎖1分子が片側だけに結合した複合体の結晶構造を得ている。しかし、直鎖状ポリユビキチン鎖のUBANドメインへの結合が、NEMOの全体構造あるいはNEMOと相互作用するタンパク質群ネットワーク全体にどのような影響を与え、IKK複合体の活性化を引き起こすかが未解明の課題である。NEMOと直鎖状ユビキチンの構造解析結果から、直鎖状ユビキチンの結合がNEMOのコイルドコイル構造の超らせんのピッチを緩めることが分かったが、それがNEMOのN末端に結合したIKKα/βキナーゼに及ぼす影響を調べるためには、NEMOの全体構造さらにはIKK複合体全体構造を解析する必要がある。そこで平成23年度は、スタンフォード放射光研究所(SSRL)でのPhoton Factory震災枠ビームタイムを利用して、X線小角散乱ビームラインBL4-2でNEMO全体のX線溶液散乱データ測定を試みたが、サンプルのアグリゲーションのため解析することは出来なかった。