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翻訳後修飾とシグナル伝達に関連した因子の構造基盤

代表研究者
石谷　隆一郎
東京大学大学院　理学系研究科　生物化学専攻
http://www.nurekilab.net/
分担研究者
濡木　理
東京大学大学院　理学系研究科　生物化学専攻

【研究概要】

細胞内シグナル伝達ネットワークは，蛋白質のさまざまな翻訳後修飾によって制御されている．そして近年の研究により，これら様々な翻訳後修飾は，癌，心血管疾患，神経変性疾患，自己免疫疾患から感染症に至るまで，多くの病因・病態に関与していることが分かってきた．細胞内シグナル伝達ネットワークの理解に構造情報が必須であることは従来から強く認識されており、今日まで，古典的な翻訳後修飾であるリン酸化を介した経路等については，我々のグループを含めて、世界中の研究者によって構造解析が精力的に行われてきた．その一方で，それ以外の多様な翻訳後修飾に関する新たな知見も年々蓄積されており，依然として未解明な部分が多く，更なる構造的知見が必要とされている．本計画ではそのような分野の中から，特に重要であると考えられるターゲット，HTLV-Tax蛋白質，TRAF6（井上班），MAPK経路（武川班）やAkt・Girdin経路（高橋班）に関わる因子の構造解析を，計画班間との共同研究により遂行する．また，他計画班で新規に同定された因子に関しても構造解析を行うことで，計画研究者と緊密な連携をはかり領域全体の推進に貢献する。最終的に，解明した構造情報をA01班研究者による細胞生物学的実験や，A03班研究者による数理モデルシミュレーションへとフィードバックし，構造・機能の両面から翻訳後修飾による細胞情報ネットワークの解明にアプローチする．

【参考文献】

  1. "Structural basis for translational fidelity ensured by transfer RNA lysidine synthetase" Nakanishi K, Bonnefond L, Kimura S, Suzuki T, Ishitani R, Nureki O Nature, 461 1144-8 (2009).
  2. "Pyrrolysyl-tRNA synthetase tRNAPyl structure reveals the molecular basis of orthogonality." Nozawa K, O'Donoghue P, Gundllapalli S, Araiso Y, Ishitani R, Umehara T, Soll D and Nureki O Nature, 457(7233) 1163-1167 (2009).
  3. "Conformational transition of Sec machinery inferred from bacterial SecYE structures." Tsukazaki T, Mori H, Fukai S, Ishitani R, Mori T, Dohmae N, Perederina A, Sugita Y, Vassylyev D, Ito K and Nureki O Nature, 455 988-991 (2008).
  4. "Structural basis for specific cleavage of Lys 63-linked polyubiquitin chains." Sato Y, Yoshikawa A, Yamagata A, Mimura H, Yamashita M, Ookata K, Nureki O, Iwai K, Komada M and Fukai S Nature, 455 358-362 (2008).
  5. "Crystal structure of the MgtE Mg2+ transporter." Hattori M, Tanaka Y, Fukai S, Ishitani R and Nureki O Nature, 448 1072-1075 (2007).
  6. "Complete crystallographic analysis of the dynamics of CCA sequence addition." Tomita K, Ishitani R, Fukai S and Nureki O Nature, 7114 956-960 (2006).
  7. "Structural basis of RNA-dependent recruitment of glutamine to the genetic code" Oshikane H, Sheppard K, Fukai S, Nakamura Y, Ishitani R, Numata T, Sherrer RL, Feng L, Schmitt E, Panvert M, Blanquet S, Mechulam Y, Soll D and Nureki O Science, 312 1950-1954 (2006).
  8. "Snapshots of tRNA sulphuration via an adenylated intermediate" Numata T, Ikeuchi Y, Fukai S, Suzuki T and Nureki O Nature, 442 419-424 (2006).
  9. "Structural basis for RNA unwinding by the DEAD-box protein Drosophila Vasa" Sengoku T, Nureki O, Nakamura A, Kobayashi S and Yokoyama S. Cell, 125 287-300 (2006).
  10. "Crystal structure of human epidermal growth factor in complex with the extracellular domains of the receptor" Ogiso H, Ishitani R, Nureki O, Fukai S, Yamanaka M, Kim JH, Saito K, Sakamoto A, Inoue M, Shirouzu M, Yokoyama S. Cell, 110 775-787 (2002).