タンパク質リン酸化の細胞機能による分類とその立体構造的特徴の網羅的解析

蛋白质磷酸化的细胞功能分类及其三维结构特征综合分析

基本信息

批准号：
13J03101
负责人：
西羽美
金额：
$ 1.77万
依托单位：
Tohoku University (2014)Yokohama City University (2013)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、リン酸化サイトと天然変性領域の関係のなかでも、特にリン酸化サイトを持つ天然変性領域がタンパク質との結合面に寄与するケースに焦点を絞って解析を行った。これは、天然変性領域の中でもタンパク質との結合という明確な機能を持っている領域についてリン酸化の影響を議論する目的があるほか、今後分子動力学シミュレーションを行うにあたっての候補を絞り込む意味がある。昨年度利用した天然変性領域データベースのうちIDEALには、ProSと呼ばれるタンパク質の結合の際に構造を取るような天然変性領域が定義されている。これらProS領域上にあるリン酸化サイトを同定したところ、全部で138サイトとなった。また、一つのタンパク質が異なるタンパク質に結合するケースを踏まえ、異なる複合体上にあるリン酸化サイトを区別した場合には206サイトとなった。しかし、このうち58サイトではリン酸化サイトが直接結合に関与しないような部分に存在していた。こうしたリン酸化サイトの結合への影響をどう吟味するかは今後の課題である。また、結合面に位置するリン酸化サイトに対し、結合前後での残基の露出面積の変化を計算したところ、70～80Å2程度の大きな変化を持ち、リン酸化が結合に明確に影響することがうかがえるサイトがある一方で、10Å2程度とリン酸化の影響が不明であるようなケースも多くあった。特に、リン酸化が複合体の乖離に影響することが実験的に確認されたケースであっても、非リン酸化状態での結晶構造を見る限りでは必ずしも十分な接触面積を持っておらず、複合体の構造からではリン酸化が乖離に影響するのか判断のつかないようなケースもあった。これらのことから、リン酸化による天然変性領域の結合への影響を推し量るには、単純な残基の露出面積では必ずしも十分でないことが示唆された。

今年，我们的分析重点是磷酸化位点和自然变性区域之间的关系，特别是在具有磷酸化位点的自然变性区域有助于与蛋白质结合的表面的情况下。其目的是讨论磷酸化对自然变性区域中具有明确的蛋白质结合功能的区域的影响，并且对于缩小未来分子动力学模拟的候选范围也有意义。在去年使用的自然变性区域数据库中，IDEAL 定义了一个自然变性区域，当一种名为 ProS 的蛋白质结合时，该区域呈现出一种结构。当我们鉴定这些 ProS 区域上的磷酸化位点时，我们总共发现了 138 个位点。此外，考虑到一种蛋白质与不同蛋白质结合的情况，当我们区分不同复合物上的磷酸化位点时，我们发现了206个位点。然而，其中 58 个位点具有不直接参与结合的磷酸化位点。未来的问题是如何检查这些磷酸化位点对结合的影响。另外，我们计算了结合前后残基的暴露面积相对于位于结合表面的磷酸化位点的变化，发现有约70至80 Å2的较大变化，表明磷酸化虽然在某些位点可以看到磷酸化的影响，但在很多情况下，磷酸化的影响尚不清楚，约为 10 Å2。特别是，即使通过实验确认磷酸化对复合体的解离产生影响，非磷酸化状态的晶体结构也不一定具有充分的接触面积，有时复合体无法与复合体解离。根据身体结构确定磷酸化是否影响解离。这些结果表明，简单残基的暴露面积不一定足以估计磷酸化对自然变性区域结合的影响。

项目成果

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专利数量（0）

TAB2 NZF ドメインのジユビキチンに対するリンケージ特異性

TAB2 NZF 结构域对双泛素的连接特异性

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
西羽美;古林昌憲;渕上壮太郎;木寺詔紀
通讯作者：
木寺詔紀

Cancer missense mutations alter binding properties of proteins and their interaction networks.

DOI：
10.1371/journal.pone.0066273
发表时间：
2013
期刊：
PloS one
影响因子：
3.7
作者：
Nishi H;Tyagi M;Teng S;Shoemaker BA;Hashimoto K;Alexov E;Wuchty S;Panchenko AR
通讯作者：
Panchenko AR

Linkage specificity of diubiquitin against TAB2 NZF domain : Molecular simulation study

双泛素针对 TAB2 NZF 结构域的连锁特异性：分子模拟研究