研究概要：

ユビキチン修飾系に関する研究は、当初、主に生化学・分子生物学的手法を用いて進められ、これまでにユビキチン化を担う酵素群や標的となる基質タンパク質の同定などが行われてきました。近年は、構造生物学的解析によりユビキチン化(各種酵素間でのユビキチンの受け渡し、基質タンパク質上でのポリユビキチン鎖の伸長など)のメカニズムが構造の観点から議論できるようになってきました。一方で、分子のダイナミクスをリアルタイムで観察する報告がほとんど見受けられません。

本研究では、高い空間・時間分解能を兼ね備えた高速AFM装置を用いてユビキチン修飾における構造ダイナミクスをリアルタイムで観察し、ユビキチン化に必須な各種酵素の相互作用の際の構造変化や基質タンパク質のポリユビキチン鎖の伸長機構の詳細を明らかにしていきます。生化学的、分子生物学的、構造生物学的手法に加え、高速AFMを用いた分子ダイナミクスのリアルタイム観察により、これまで以上にシームレスな構造機能相関の解明が期待できると考えています。

 

関連する代表的な論文：

1. Buchert, F., Konno, H., and Hisabori, T. (2015) Redox regulation of CF1-ATPase involves interplay between the γ-subunit neck region and the turn region of the βDELSEED-loop. Biochim. Biophys. Acta 1847, 441-450.
2. Yoshida, K., Matsuoka, Y., Hara, S., Konno, H., and Hisabori, T. (2014) Distinct redox behaviors of chloroplast thiol enzymes and their relationships with photosynthetic electron transport in Arabidopsis thaliana. Plant Cell Physiol. 55, 1415-1425.
3. Hisabori, T., Sunamura, E.I., Kim, Y., and Konno, H. (2013) The chloroplast ATP synthase features the characteristic redox regulation machinery. Antioxid. Redox. Signal. 9, 1864-1854.
4. Nojima, T., Konno, H., Kodera, N., Seio, K., Taguchi, H., and Yoshida, M. (2012) Nano-scale alignment of proteins on a flexible DNA backbone. PLoS One 7, e52534.
5. Sunamura, E., Konno, H., Imashimizu, M., Mochimaru, M., and Hisabori, T. (2012) A conformational change of the γ subunit indirectly regulates the activity of cyanobacterial F1-ATPase. J. Biol. Chem. 287, 38695-38704.
6. Konno, H., Nakane, T., Yoshida, M., Ueoka-Nakanishi, H., Hara, S., and Hisabori T. (2012) Thiol modulation of the chloroplast ATP synthase is dependent on the energization of thylakoid membranes. Plant Cell Physiol. 53, 626-634.
7. Konno, H., Isu, A., Kim, Y., Murakami-Fuse, T., Sugano, Y., and Hisabori, T. (2011) Characterization of the relationship between ADP-inhibition and ε-inhibition in cyanobacterial F1-ATPase. J. Biol. Chem. 286, 13423-13429.
8. Yagi, H., Konno, H., Murakami-fuse, T., Isu, A., Oroguchi, T., Akutsu, H., Ikeguchi, M., and Hisabori, T. (2009) Structural and functional analysis of the intrinsic inhibitor subunit epsilon of F1-ATPase from photosynthetic organisms. Biochem. J. 425, 85-94.
9. Meiss, E., Konno, H., Groth, G., and Hisabori, T. (2008) Molecular process of inhibition and stimulation of ATP synthase caused by the phytotoxin Tentoxin. J. Biol. Chem. 283, 24594-24609.
10. Konno, H., Murakami-Fuse, T., Fujii, F., Koyama, F., Ueoka-Nakanishi, H., Pack, C.G., Kinjo, M., and Hisabori, T. (2006) The regulator of the F1 motor: inhibition of rotation of cyanobacterial F1-ATPase by the ε subunit. EMBO J. 25, 4596-4604.