蛋白質の液-液相分離におけるプリオンドメインの役割の解明

阐明朊病毒结构域在蛋白质液-液相分离中的作用

• 批准号: 20J40038
• 负责人: 大橋 祐美子
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J40038/
• 关键词: 液-液相分離; アミロイド; Sup35; 天然変性蛋白質; プリオンドメイン; 天然変性領域

１年目の研究では、Sup35NM液-液相分離の温度感受性にはプリオンドメインの局所構造が重要な役割を担っており、その局所構造はチロシン残基同士の側鎖の相互作用で保持されている事を発見した。また２年目の研究では多くのSup35NMアミノ酸変異体を駆使する事で、局所構造を形成する分子内相互作用と相分離に必要な分子間相互作用が同一のチロシン側鎖の芳香環相互作用である事、局所構造が壊れる事で相分離に必要な分子間相互作用が消失する事、さらにチロシン側鎖より強い相互作用では温度感受性が失われてしまう事を発見した。３年目は２年目までに得られた研究結果を検証し、より信頼性の高い結果として発表するための実験を行った。まず、局所構造が分子間相互作用に重要である事に関しては部分的に局所構造が壊れ、温度感受性を失った変異体を用い、蛋白質の構造安定化剤の添加したところ、液-液相分離の温度感受性の部分的回復が観察された。これは構造安定化剤の効果により、残ったチロシン残基の相互作用で局所構造が部分的に修復されたためと考えられる。また、強い相互作用によって温度感受性を失った変異体に関しては、液滴内部にアミロイド様のクロスβ構造が見られていたが、蛋白質変性剤である尿素を添加する事で液滴内のクロスβ構造が消失し、さらに液-液相分離の温度感受性が回復している事が分かった。３年目の研究によってこれまでの研究結果を強く支持する結果が得られ、現在論文を作成している。

在第一年的研究中，我们发现朊病毒结构域的局部结构在Sup35NM液-液相分离的温度敏感性中起着重要作用，并且我发现局部结构是通过酪氨酸残基之间的侧链相互作用来维持的。确实有。此外，在第二年的研究中，通过充分利用许多Sup35NM氨基酸突变体，发现形成局部结构的分子内相互作用和相分离所必需的分子间相互作用是同一酪氨酸侧的芳香环相互作用我们发现，当局部结构被破坏时，相分离所需的分子间相互作用就会消失，并且比酪氨酸侧链更强的相互作用会导致温度敏感性的丧失。第三年，我们验证了第二年的研究成果，并进行了实验，以呈现更可靠的结果。首先，考虑到局部结构对于分子间相互作用的重要性，我们使用了局部结构被部分破坏并失去温度敏感性的突变体，并且当添加蛋白质结构稳定剂时，液-液相分离部分恢复了温度。观察灵敏度。这被认为是因为由于结构稳定剂的作用，局部结构通过剩余酪氨酸残基的相互作用而被部分修复。此外，对于由于强相互作用而失去温度敏感性的突变体，在液滴内部观察到淀粉样蛋白样交叉β结构，但通过添加蛋白质变性剂尿素，发现在液滴内部观察到交叉β结构。结构消失，液-液相分离的温度敏感性恢复。第三年的研究成果有力地支持了之前的研究成果，目前正在撰写论文。

项目成果

現代科学・増刊46「相分離生物学の全貌」

现代科学特刊46《相分离生物学概述》

• 发表时间: 2020
• 作者: 西奈美卓;大橋祐美子
• 通讯作者: 大橋祐美子

天然変性領域の局所構造がSup35の液-液相分離の環境応答性を決定する

自然改性区域的局部结构决定了Sup35液-液相分离的环境响应性

• 发表时间: 2022
• 作者: 大橋祐美子;西奈美卓;白木賢太郎;茶谷絵理
• 通讯作者: 茶谷絵理

Local conformation of intrinsically disordered region of Sup35 produces temperature sensitivity of liquid-liquid phase separation.

Sup35 本质无序区域的局部构象产生液-液相分离的温度敏感性。

• 发表时间: 2022
• 作者: Yumiko Ohhashi;Suguru Nishinami;Kentaro Shiraki;Eri Chatani
• 通讯作者: Eri Chatani

Sup35の液-液相分離におけるプリオンドメインの役割

朊病毒结构域在Sup35液-液相分离中的作用

• 发表时间: 2021
• 作者: 大橋祐美子;西奈美卓;白木賢太郎;茶谷絵理
• 通讯作者: 茶谷絵理

Local structure of an intrinsically disordered region of Sup35 causes temperature sensitivity of liquid-liquid phase separation.

Sup35 本质上无序区域的局部结构导致液-液相分离的温度敏感性。

• 发表时间: 2022
• 作者: Masaki Watanabe;Michiko Fujihara;Tomoharu Motoyama;Mayu Kawasaki;Shoya Yamada;Yuta Takamura;Sohei Ito;Makoto Makishima;Shogo Nakano;Hiroki Kakuta;川﨑真由;Yumiko Ohhashi
• 通讯作者: Yumiko Ohhashi