がんシグナル分子PKM2の核移行制御機構の構造基盤

癌症信号分子PKM2核转位控制机制的结构基础

• 批准号: 22K06104
• 负责人: 松浦 能行
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: International University of Health and Welfare
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06104/
• 关键词: X線結晶解析; 核輸送; 構造生物学

真核細胞において、核膜を貫通する核膜孔複合体を通しておこる核-細胞質間の高分子能動輸送は、細胞核機能とその制御を支える重要なプロセスであり、がんなどの病気との関連も深い。細胞質から核へのタンパク質能動輸送を担う代表的な運搬体タンパク質であるimportin-alpha:importin-betaヘテロダイマーは、まず細胞質で積み荷タンパク質(cargo)の核移行シグナルを認識して結合する。このときcargoと直接結合するのはimportin-alphaである。次にimportin-alpha:importin-beta:cargo３者複合体は、核膜孔複合体構成タンパク質群との相互作用により、核膜孔を通過する。本研究で対象としている、がんに関わるタンパク質もこの経路で細胞質から核に輸送されることが知られている。この経路での輸送を促進する核膜孔タンパク質の機能的に重要な領域に相当するペプチドの存在下でimportin-alpha:cargo複合体を結晶化し、結晶を凍結し、高エネルギー加速器研究機構Photon FactoryビームラインBL-17Aで収集した高分解能X線回折データを解析した。既知のimportin-alpha構造をサーチモデルとして、分子置換法により結晶構造を解いた。今回解けた新しい結晶構造において、核膜孔タンパク質に相当する電子密度を明瞭に観察することはできなかったが、importin-alpha:cargo複合体の４次構造としてこれまでに解かれたことがない新規の構造が解けた。

在真核细胞中，大分子在细胞核和细胞质之间的主动转运是通过穿透核膜的核孔复合物发生的，是支持细胞核功能及其调节的重要过程，也与癌症等疾病相关。深的。 importin-α:importin-β异二聚体是负责将活性蛋白从细胞质转运到细胞核的代表性载体蛋白，它首先识别并结合细胞质中货物蛋白的核输入信号。在这种情况下，importin-alpha 直接连接到货物。接下来，输入蛋白-α：输入蛋白-β：货物三联复合物通过与核孔复合物组成蛋白的相互作用穿过核孔。本研究中靶向的癌症相关蛋白也通过该途径从细胞质转运至细胞核。我们在对应于核孔蛋白功能重要区域的肽存在下结晶了导入蛋白-α：货物复合物，这些区域促进了该途径中的运输，冷冻晶体并产生了我们分析了在光束线BL收集的高分辨率X射线衍射数据-17A。利用已知的importin-alpha结构作为搜索模型，我们利用分子置换法求解了晶体结构。在这次解决的新晶体结构中，无法清楚地观察到核孔蛋白对应的电子密度，但这作为importin-alpha:cargo复合物的四级结构从未被解决过。解决了。

项目成果

Crystallographic data of an importin-α3 dimer in which the two protomers are bridged by a bipartite nuclear localization signal

importin-α3 二聚体的晶体学数据，其中两个原聚体通过二分核定位信号桥接

• DOI: 10.1016/j.dib.2023.108988
• 发表时间: 2023-04
• 影响因子: 1.2
• 作者: Matsuura Yoshiyuki