キネシンスーパーファミリーKIF2による微小管脱重合のメカニズム

驱动蛋白超家族KIF2解聚微管的机制

基本信息

批准号：
05J11417
负责人：
小川覚之
金额：
$ 0.64万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J11417/
关键词：
キネシン KIF 微小管脱重合細胞骨格

项目摘要

キネシンスーパーファミリータンパク(KIF s)の中のひとつであるKIF2は、微小管上を動いて物質輸送に関わる他のKIFとは異なり、微小管を脱重合するという極めて珍しい働きを持つ。KIF2は生体内で細胞分裂の際に紡錘糸を脱重合して染色体の移動に関与することや、神経突起の伸長を制御することが報告されている。本研究はこの「KIF2による微小管脱重合のメカニズム」を明らかにすることを目的とする。本年はすでに論文発表している研究成果(Ogawa et al.,Cell 116(4):591-602.2004.)をもとに、さらにKIF2による微小管の脱重合機構を解明するために実験を続けている。これまでの実験により、KIF2はATPを加水分解して微小管と相互作用し、その際にダイナミックな構造変化をすると考えられる。そこで本年はこれらの構造変化をX線結晶解析を主な手法により解析した。具体的にはKIF2のさまざまなATPアナログとの共結晶の結晶化およびX線回折データ測定に成功し、構造解析を行った。これらのデータの詳細な解析により、KIF2が微小管を脱重合する際の構造変化および、その活性の維持に重要なドメインが明らかになる。また、これらのKIF2の微小管脱重合能の活性がどのように制御されており、その際にどのような構造変化がおきて活性化・不活性化するのかということについても培養細胞やマウス組織を用いた実験系により詳細に解析中である。本研究では、分子生物学、細胞生物学、構造生物学、生物物理学などの手法を一体のものとした独創的なアプローチにより、KIF2の3次元立体構造のダイナミックな変化を詳細に解析し、世界に先駆けてKIF2による微小管脱重合のメカニズムを解明して行く。

KIF2 是蛋白质驱动蛋白超家族 (KIF) 的成员，与在微管上移动并参与质量运输的其他 KIF 不同，它具有极其不寻常的解聚微管功能。据报道，KIF2 在体内细胞分裂过程中通过解聚纺锤体纤维参与染色体运动，并控制神经突的生长。本研究的目的是阐明KIF2解聚微管的机制。今年，我们将在已经发表的研究成果（Okawa et al., Cell 116(4):591-602.2004）的基础上，继续进行实验，进一步阐明KIF2解聚微管的机制。先前的实验表明，KIF2 水解 ATP 并与微管相互作用，并在此过程中经历动态结构变化。因此，今年我们主要利用X射线晶体学来分析这些结构变化。具体来说，我们成功地结晶了 KIF2 与各种 ATP 类似物的共晶，测量了 X 射线衍射数据，并进行了结构分析。对这些数据的详细分析揭示了 KIF2 的结构变化，因为它解聚了对于维持其活性很重要的微管和结构域。此外，我们将利用培养细胞和小鼠组织，研究如何调节 KIF2 的微管解聚活性，以及在此过程中发生哪些结构变化来激活或失活它，目前正在使用使用实验系统的实验系统进行详细分析。在这项研究中，我们采用了综合分子生物学、细胞生物学、结构生物学和生物物理学等方法的独创方法，详细分析了KIF2三维结构的动态变化。阐明 KIF2 解聚微管的机制。