Organization
Graduate School of Science Professor
Graduate School
Graduate School of Science
Undergraduate School
School of Science
Title
Professor
Contact information
KAMURA, Takumi
Degree 1
-
医学博士 （ 1996.9 九州大学 ）
Research Interests 1
-
protein degradation
Research Areas 1
-
Others / Others / Molecular Biology
Current Research Project and SDGs 1
-
Clarification of cellular processes regulated by ubiquitin-proteasome system
Research History 1
-
Nagoya University Graduate School of Science Professor
2005.11
Country：Japan
Education 1
-
Kyushu University Faculty of Medicine
1982.4 - 1988.3
Country： Japan
Professional Memberships 1
-
The Molecular Biology Society of Japan
Papers 50
-
Proteolysis of adaptor protein Mmr1 during budding is necessary for mitochondrial homeostasis in Saccharomyces cerevisiae Reviewed
Obara Keisuke, Yoshikawa Taku, Yamaguchi Ryu, Kuwata Keiko, Nakatsukasa Kunio, Nishimura Kohei, Kamura Takumi
NATURE COMMUNICATIONS Vol. 13 ( 1 ) 2022.4
-
Ikeda, T; Yamazaki, K; Okumura, F; Kamura, T; Nakatsukasa, K
GENETICS 2024.2
-
E3 Ligases Regulate Organelle Inheritance in Yeast
Obara, K; Nishimura, K; Kamura, T
CELLS Vol. 13 ( 4 ) 2024.2
-
Ogawa, Y; Ueda, TP; Obara, K; Nishimura, K; Kamura, T
CELLS Vol. 13 ( 2 ) 2024.1
-
Development of AlissAID system targeting GFP or mCherry fusion protein
Ogawa, Y; Nishimura, K; Obara, K; Kamura, T
PLOS GENETICS Vol. 19 ( 6 ) 2023.6
-
Defective import of mitochondrial metabolic enzyme elicits ectopic metabolic stress
Nishio, K; Kawarasaki, T; Sugiura, Y; Matsumoto, S; Konoshima, A; Takano, Y; Hayashi, M; Okumura, F; Kamura, T; Mizushima, T; Nakatsukasa, K
SCIENCE ADVANCES Vol. 9 ( 15 ) 2023.4
-
Regulator of Awn Elongation 3, an E3 ubiquitin ligase, is responsible for loss of awns during African rice domestication Reviewed International coauthorship
Kanako Bessho-Uehara, Kengo Masuda, Diane R Wang, Rosalyn B Angeles-Shim, Keisuke Obara, Keisuke Nagai, Riri Murase, Shin-Ichiro Aoki, Tomoyuki Furuta, Kotaro Miura, Jianzhong Wu, Yoshiyuki Yamagata, Hideshi Yasui, Michael B Kantar, Atsushi Yoshimura, Takumi Kamura, Susan R McCouch, Motoyuki Ashikari
Proc Natl Acad Sci U S A Vol. 120 ( 4 ) page： e2207105120 2023.1
-
A tonoplast-localized magnesium transporter is crucial for stomatal opening in Arabidopsis under high Mg2+ conditions
Inoue Shin-ichiro, Hayashi Maki, Huang Sheng, Yokosho Kengo, Gotoh Eiji, Ikematsu Shuka, Okumura Masaki, Suzuki Takamasa, Kamura Takumi, Kinoshita Toshinori, Ma Jian Feng
NEW PHYTOLOGIST Vol. 236 ( 3 ) page： 864 - 877 2022.11
-
Triacylglycerol lipase Tgl4 is a stable protein and its dephosphorylation is regulated in a cell cycle-dependent manner in Saccharomyces cerevisiae Reviewed
Nakatsukasa Kunio, Fujisawa Munetaka, Yang Xiaotan, Kawarasaki Tomoyuki, Okumura Fumihiko, Kamura Takumi
BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS Vol. 626 page： 85 - 91 2022.10
-
Breaking the clip for cargo unloading from motor proteins: mechanism and significance
Obara Keisuke, Kamura Takumi
MICROBIAL CELL Vol. 9 ( 6 ) page： 133 - 135 2022.6
-
A positive genetic selection for transmembrane domain mutations in HRD1 underscores the importance of Hrd1 complex integrity during ERAD
Nakatsukasa Kunio, Wigge Sylvia, Takano Yuki, Kawarasaki Tomoyuki, Kamura Takumi, Brodsky Jeffrey L.
CURRENT GENETICS Vol. 68 ( 2 ) page： 227 - 242 2022.4
-
Dot6/Tod6 degradation fine-tunes the repression of ribosome biogenesis under nutrient-limited conditions
Kusama Kino, Suzuki Yuta, Kurita Ena, Kawarasaki Tomoyuki, Obara Keisuke, Okumura Fumihiko, Kamura Takumi, Nakatsukasa Kunio
ISCIENCE Vol. 25 ( 3 ) 2022.3
-
ZSWIM8 is a myogenic protein that partly prevents C2C12 differentiation Reviewed International coauthorship
Okumura Fumihiko, Oki Nodoka, Fujiki Yuha, Ikuta Rio, Osaki Kana, Hamada Shun, Nakatsukasa Kunio, Hisamoto Naoki, Hara Taichi, Kamura Takumi
SCIENTIFIC REPORTS Vol. 11 ( 1 ) 2021.10
-
The Rim101 pathway mediates adaptation to external alkalization and altered lipid asymmetry: hypothesis describing the detection of distinct stresses by the Rim21 sensor protein
Obara Keisuke, Kamura Takumi
CURRENT GENETICS Vol. 67 ( 2 ) page： 213 - 218 2021.4
-
The Rim101 pathway mediates adaptation to external alkalization and altered lipid asymmetry: hypothesis describing the detection of distinct stresses by the Rim21 sensor protein (vol
Obara Keisuke, Kamura Takumi
CURRENT GENETICS Vol. 67 ( 2 ) page： 219 - 219 2021.4
-
A super-sensitive auxin-inducible degron system with an engineered auxin-TIR1 pair
Nishimura Kohei, Yamada Ryotaro, Hagihara Shinya, Iwasaki Rie, Uchida Naoyuki, Kamura Takumi, Takahashi Koji, Torii Keiko U., Fukagawa Tatsuo
NUCLEIC ACIDS RESEARCH Vol. 48 ( 18 ) 2020.10
-
Rapid turnover of transcription factor Rim101 confirms a flexible adaptation mechanism against environmental stress inSaccharomyces cerevisiae Reviewed
Obara Keisuke, Higuchi Mai, Ogura Yuki, Nishimura Kohei, Kamura Takumi
GENES TO CELLS Vol. 25 ( 10 ) page： 651 - 662 2020.10
-
Cul5-type Ubiquitin Ligase KLHDC1 Contributes to the Elimination of Truncated SELENOS Produced by Failed UGA/Sec Decoding Reviewed
Okumura Fumihiko, Fujiki Yuha, Oki Nodoka, Osaki Kana, Nishikimi Akihiko, Fukui Yoshinori, Nakatsukasa Kunio, Kamura Takumi
ISCIENCE Vol. 23 ( 3 ) 2020.3
-
N-glycosylation of Rim21 at an Unconventional Site Fine-tunes Its Behavior in the Plasma Membrane Reviewed
Obara Keisuke, Kotani Tetsuya, Nakatogawa Hitoshi, Kihara Akio, Kamura Takumi
CELL STRUCTURE AND FUNCTION Vol. 45 ( 1 ) page： 1 - 8 2020
-
Hepatic Sdf2l1 controls feeding-induced ER stress and regulates metabolism
Sasako Takayoshi, Ohsugi Mitsuru, Kubota Naoto, Itoh Shinsuke, Okazaki Yukiko, Terai Ai, Kubota Tetsuya, Yamashita Satoshi, Nakatsukasa Kunio, Kamura Takumi, Iwayama Kaito, Tokuyama Kumpei, Kiyonari Hiroshi, Furuta Yasuhide, Shibahara Junji, Fukayama Masashi, Enooku Kenichiro, Okushin Kazuya, Tsutsumi Takeya, Tateishi Ryosuke, Tobe Kazuyuki, Asahara Hiroshi, Koike Kazuhiko, Kadowaki Takashi, Ueki Kohjiro
NATURE COMMUNICATIONS Vol. 10 2019.2
-
Insulin-like growth factor 1 receptor stabilizes the ETV6-NTRK3 chimeric oncoprotein by blocking its KPC1/Rnf123-mediated proteasomal degradation Reviewed International coauthorship
Cristina E Tognon, Bo Rafn, Naniye Malli Cetinbas, Takumi Kamura, Genny Trigo, Barak Rotblat, Fumihiko Okumura, Masaki Matsumoto, Christine Chow, Monika Davare, Michael Pollak, Thibault Mayor, Poul H Sorensen
J Biol Chem Vol. 293 ( 32 ) page： 12502 - 12515 2018.8
-
The HECT-type ubiquitin ligase Tom1 contributes to the turnover of Spo12, a component of the FEAR network, in G2/M phase Reviewed
Nakatsukasa Kunio, Sone Megumi, Alemayehu Dawit Hailu, Okumura Fumihiko, Kamura Takumi
FEBS LETTERS Vol. 592 ( 10 ) page： 1716-1724 2018.5
-
Ubiquitin ligase SPSB4 diminishes cell repulsive responses mediated by EphB2 Reviewed
Okumura Fumihiko, Joo-Okumura Akiko, Obara Keisuke, Petersen Alexander, Nishikimi Akihiko, Fukui Yoshinori, Nakatsukasa Kunio, Kamura Takumi
MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL Vol. 28 ( 24 ) page： 3532-3541 2017.11
-
Hypoxia-inducible factor-2a stabilizes the von Hippel-Lindau (VHL) disease suppressor, Myb-related protein 2 Reviewed
Okumura Fumihiko, Joo-Okumura Akiko, Nakatsukasa Kunio, Kamura Takumi
PLOS ONE Vol. 12 ( 4 ) 2017.4
-
Subcellular Fractionation Analysis of the Extraction of Ubiquitinated Polytopic Membrane Substrate during ER-Associated Degradation. Reviewed
Nakatsukasa, K., Kamura, T.
PloS One Vol. 11 ( 2 ) page： e0148327 2016.2
-
ASB7 regulates spindle dynamics and genome integrity by targeting DDA3 for proteasomal degradation. Reviewed
Uematsu, K., Okumura, F., Tonogai, S., Okumura, AJ., Alemayehu, DH., Nishikimi, A., Fukui, Y., Nakatsukasa, K., and Kamura, T
Vol. 215 ( 1 ) page： 95-106 2016
-
Parallel regulation of VHL disease by pVHL-mediated degradation of B-Myb and HIF-α. Reviewed
Okumura, F., Uematsu, K., Byrne, SD., Hirano, M., Joo-Okumura, A., Nishikimi, A., Shuin. T., Fukui, Y., Nakatsukasa, K., Kamura, T
Mol.Cell. Biol. Vol. 36 ( 12 ) page： 1803-17 2016
-
The role of cullin 5-containing ubiquitin ligases. Reviewed
Okumura, F., Okumura, AJ., Nakatsukasa, K., Kamura, T
Cell Division 2016
-
The ubiquitin ligase SCFUcc1 acts as a metabolic switch for the glyoxylate cycle Reviewed
1. Nakatsukasa, K., Nishimura, T., Byrne, D., Okamoto, M., Takahashi-Nakaguchi, A., Chibana, H., Okumura, F. and Kamura, T
Molecular Cell Vol. 59 ( 1 ) page： 22-34 2015.7
-
The nutrient stress-induced small GTPase Rab5 contributes to the activation of vesicle trafficking and vacuolar activity. Reviewed
3. Nakatsukasa, K., Kanada, A., Matsuzaki, M., Byrne, SD., Okumura, F., Kamura, T
Journal of biological chemistry Vol. 289 ( 30 ) page： 20970-20978 2014
-
Integrated molecular analysis of clear-cell renal cell carcinoma Reviewed
2. Sato Y1, Yoshizato T, Shiraishi Y, Maekawa S, Okuno Y, Kamura T, Shimamura T, Sato-Otsubo A, Nagae G, Suzuki H, Nagata Y, Yoshida K, Kon A, Suzuki Y, Chiba K, Tanaka H, Niida A, Fujimoto A, Tsunoda T, Morikawa T, Maeda D, Kume H, Sugano S, Fukayama M, Aburatani H, Sanada M, Miyano S, Homma Y, Ogawa S.
Nature Genetics Vol. 45 ( 8 ) page： 860-867 2013.8
-
A stalled retrotranslocation complex reveals physical linkage between substrate recognition and proteasomal degradation during ER-associated degradation. Reviewed
Nakatsukasa K, Brodsky JL, Kamura T.
Molecular biology of the cell Vol. 24 ( 11 ) page： 1765-1775 2013.6
-
Activation of Double-stranded RNA-activated Protein Kinase (PKR) by Interferon-stimulated Gene 15 (ISG15) Modification Down-regulates Protein Translation. Reviewed
Okumura F, Okumura AJ, Uematsu K, Hatakeyama S, Zhang DE, Kamura T
Journal of biological chemistry Vol. 288 ( 4 ) page： 2839-2847 2013.1
-
Non-SCF type F-box protein Roy1/Ymr258c interacts with a Rab5-like GTPase Ypt52 and inhibits Ypt52 function. Reviewed
1. Liu, Y., Nakatsukasa, K., Kotera, M., Kanada, A., Nishimura, T., Kishi, T., Mimura, S., Kamura, T.
Mol. Biol. Cell Vol. 22 ( 9 ) page： 1574-1584 2011.5
-
Cul8/Rtt101 forms a variety of protein complexes that regulate DNA damage response and transcriptional silencing Reviewed
1. Mimura, S., Yamaguchi, T., Ishii, S., Noro, E., Katsura, T., Obuse, C., Kamura, T
Journal of biological chemistry Vol. 285 ( 13 ) page： 9858-9867 2010.3
-
*SCFDia2 regulates DNA replication forks during S-phase in budding yeast. Reviewed
Mimura, S., Komata, M., Kishi, T., Shirahige, K., Kamura, T.
EMBO J. Vol. 28 ( 23 ) page： 3693-3705 2009.12
-
*A longevity protein, Lag2, interacts with SCF complex and regulates SCF function. Reviewed
Liu, Y., Mimura, S., Kishi, T., Kamura, T.
EMBO J. Vol. 28 ( 21 ) page： 3366-3377 2009.11
-
*Degradation of phosphorylated p53 by viral protein-ECS E3 ligase complex. Reviewed
3. Sato, Y., Kamura, T., Shirata, N., Murata, T., Kudoh, A., Iwahori, S., Nakayama, S., Isomura, H., Nishiyama, Y., Tsurumi T.
PLoS Pathog Vol. 5 ( 7 ) page： e1000530 2009.7
-
*Mammalian Elongin A complex mediates DNA-damage-induced ubiquitylation and degradation of Rpb1. Reviewed
Yasukawa T, Kamura T, Kitajima S, Conaway RC, Conaway JW, Aso T.
EMBO J. Vol. 27 ( 24 ) page： 3256-3266 2008.12
-
Fbxw7 contributes to tumor suppression by targeting multiple proteins for ubiquitin-dependent degradation. Reviewed
Fujii, Y., Yada, M., Nishiyama, M., Kamura, T., Takahashi, H., Tsunematsu, R., Susaki, E., Nakagawa, T., Matsumoto, A., Nakayama, KI.
Cancer Science Vol. 97 ( 8 ) page： 729-736 2006.8
-
*Fbxw8 is essential for Cul1-Cul7 complex formation and for placental development. Reviewed
Tsunematsu, R., Nishiyama, M., Kotoshiba, S., Saiga, T., Kamura, T., Nakayama, KI.
Molecular and Cellular Biology Vol. 26 ( 16 ) page： 6157-6169 2006.8
-
Role of the UBL-UBA protein KPC2 in degradation of p27 at G1 phase of the cell cycle. Reviewed
Hara, T., Kamura, T., Kotoshiba, S., Takahashi, H., Fujiwara, K., Onoyama, I., Shirakawa, M., Mizushima, N., Nakayama, KI.
Molecular and Cellular Biology Vol. 25 ( 21 ) page： 9292-9303 2005.11
-
Molecular dissection of the interaction between p27 and KPC, the ubiquitin ligase that regulates proteolysis of p27 in G1 phase. Reviewed
Kotoshiba, S., Kamura, T., Hara, T., Ishida, N., Nakayama, KI.
Journal of Biological Chemistry Vol. 280 ( 18 ) page： 17694-17700 2005.5
-
Functional regulation of FEZ1 by the U-box-type ubiquitin ligase E4B contributes to neuritogenesis. Reviewed
Okumura, F., Hatakeyama, S., Matsumoto, M., Kamura, T., Nakayama, K.I.
Journal of Biological Chemistry Vol. 279 ( 51 ) page： 53533-53543 2004.12
-
Cytoplasmic ubiquitin ligase KPC regulates proteolysis of p27Kip1 at G1 phase. Reviewed
Kamura, T., Hara, T., Matsumoto, M., Ishida, N., Okumura, F., Hatakeyama, S., Yoshida, M., Nakayama, K., Nakayama, K.I.
Nature Cell Biology Vol. 6 ( 12 ) page： 1229-1235 2004.12
-
VHL-box and SOCS-box domains determine binding specificity for Cul2-Rbx1 and Cul5-Rbx2 modules of ubiquitin ligases. Reviewed
Kamura, T., Maenaka, K., Kotoshiba, S., Matsumoto, M., Kohda, D., Conaway, R.C., Conaway, J.W., Nakayama, K.I.
Genes & Development Vol. 18 ( 24 ) page： 3055-3065 2004.12
-
Evidence for impaired Skp2-dependent degradation of p27 in terminal differentiation. Reviewed
Tamamori-Adachi, M., Hayashida, K., Nobori, K., Omizu, C., Yamada, K., Sakamoto, N., Kamura, T., Fukuda, K., Ogawa, S., Nakayama, K.I., Kitajima, S.
Journal of Biological Chemistry Vol. 279 ( 48 ) page： 50429-50436 2004.11
-
Identification of elongin C and Skp1 sequences that determine cullin selection. Reviewed
Yan, Q., Kamura, T., Cai, Y., Jin, J., Ivan, M., Mushegian, A., Conaway, R.C., Conaway ,J.W.
Journal of Biological Chemistry Vol. 279 ( 41 ) page： 43019-43026 2004.10
-
U-box protein carboxyl terminus of Hsc70-interacting protein (CHIP) mediates poly-ubiquitylation preferentially on four-repeat Tau and is involved in neurodegeneration of tauopathy. Reviewed
Vol. 91 ( 2 ) page： 299-307 2004.10
-
Phosphorylation- dependent degradation of c-Myc is mediated by the F-box protein Fbw7. Reviewed
Yada, M., Hatakeyama, S., Kamura, T., Nishiyama, M., Tsunematsu, R., Imaki, H., Ishida, N., Okumura, F., Nakayama, K., Nakayama, K.I.
EMBO Journal Vol. 23 ( 10 ) page： 2116-2125 2004.5
Presentations 5
-
ユビキチンシステムと発癌・細胞周期
嘉村 巧
第68回日本血液学会総会・第48回日本臨床血液学会総会・合同総会
-
Identification of an ubiquitin ligase, KPC, that regulates proteolysis of p27Kip1 at the G0-G1 transition. International conference
-
Cullin/Rbx型E3によるタンパク質分解機構
嘉村 巧、中山 敬一
第28回日本分子生物学会年会
-
VHL-box and SOCS-box domains determine binding specificity for Cul2-Rbx1 and Cul5-Rbx2 modules of ubiquitin ligases. International conference
The second Cold Spring Harbor Laboratory meeting on The Ubiquitin Family.
-
C-terminus of the conserved SOCS-box motif present in members of the SOCS-box protein families is indispensable for interaction with Cul5 and Rbx2. International conference
6th International Symposium on von Hippel-Lindau Disease.
Research Project for Joint Research, Competitive Funding, etc. 4
-
ユビキチンリガーゼの多様性の解析
2006
-
複合体型ユビキチンリガーゼの機能解析
2006
-
新規ユビキチン化酵素ＫＰＣ複合体による細胞周期制御因子ｐ２７の分解機構の解析
2006
-
異常タンパク質蓄積による神経変性疾患発症の分子機構の解明
2006
KAKENHI (Grants-in-Aid for Scientific Research) 7
-
Elucidation of biological phenomena regulated by the ubiquitin system
Grant number：23H02433 2023.4 - 2026.3
Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Authorship：Principal investigator
Grant amount：\18720000 （ Direct Cost: \14400000 、 Indirect Cost：\4320000 ）
-
Artificial cell cycle control using the AID method, a low-toxicity and rapid proteolytic system
Grant number：20K21423 2020.7 - 2022.3
Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Kamura Takumi
Authorship：Principal investigator
Grant amount：\6500000 （ Direct Cost: \5000000 、 Indirect Cost：\1500000 ）
The AID method, a low-toxicity and rapid proteolytic system, was used to artificially control the cell cycle in cultured cells. Since cell cycle progression is positively regulated by CDK complexes and negatively regulated by CKI, the expression of these factors was controlled by the AID method and their effects on the cell cycle were examined. We found that in the Cdk1 AID cell line, the cell cycle is arrested in the G2 phase due to Cdk1 degradation. Similar results were obtained not only in the chicken DT40 cell line but also in mouse ES cells, suggesting that artificial cell cycle control can be achieved by regulating Cdk1 in a variety of cells.
-
ユビキチン依存性タンパク質分解により制御される生命現象の解明
Grant number：20H03208 2020.4 - 2023.3
科学研究費助成事業 基盤研究(B)
嘉村 巧
Authorship：Principal investigator
Grant amount：\17810000 （ Direct Cost: \13700000 、 Indirect Cost：\4110000 ）
ユビキチン・プロテアソーム系を介したタンパク質分解は、細胞周期進行など多岐にわたる生命現象に重要な働きを果たしている。現在までの精力的な研究により生体内に非常に多くのE3が存在し、基質特異性を決める役割を果たしていることが明らかになっている。その中でもSCF複合体が重要な役割を担っていることが予想されている。最近我々は出芽酵母の充実したリソースとデータベースを活用することにより、短寿命タンパク質から対応するE3を同定する方法を見出している。そこで本研究では、SCF複合体の新規機能解明を行ない、最終的にはユビキチン依存性タンパク質分解という観点から様々な生命現象を解明することを目的とする。
ユビキチン・プロテアソーム系を介したタンパク質分解は、細胞周期進行やシグナル伝達など多岐にわたる生命現象に重要な働きを果たしている。現在までの精力的な研究により生体内に非常に多くのE3が存在し、基質特異性を決める役割を果たしていることが明らかになっている。その中でもSCF複合体（出芽酵母ではE3の約2割を占める）が重要な役割を担っていることが予想されているが、技術的困難さのため、酵素と基質の対応関係が明らかになっているのはごく僅かである。最近我々は出芽酵母の充実したリソースとデータベースを活用することにより、短寿命タンパク質（基質候補タンパク質）から対応するE3を同定する方法を見出している。この方法を用いて、すでにBdf2、Vhs1など複数のSCF複合体の新規基質の同定に成功している。そこで本研究では、この方法を用いてSCF複合体の新たな基質の同定・解析を進めること目的としている。われわれはストレス応答因子のひとつであるTmc1 (Trivalent Metalloid sensitive, Cuz1-relatedprotein)に注目し解析を進めている。Tmc1は半減期約40分と短寿命タンパク質であり、先行研究より、ストレス応答性転写因子Rpn4によって転写が活性化され、様々なストレス (カドミウム、DNA複製ストレスなど)応答時に発現量が制御されることが報告されている。出芽酵母E3欠失株、温度感受性変異株を用いた網羅的解析により、Tmc1がSCF複合体依存的に分解されることを見出した。さらにTmc１の機能解析を進め、①Tmc1がヒ素が存在する環境中で発現が増大すること、②TMC1欠損変異体は3価ヒ素に感受性を示すこと、③Tmc1はヒ素存在下においてARR2の転写を誘導することを見出した。現在、分解によるTmc1の機能制御機構を調べている最中である。
われわれはSCF複合体の新規基質の同定を進めている。出芽酵母のデータベースより網羅的に短寿命タンパク質を選び、その分解を制御するE3の同定を進めている。その過程で、ストレス応答転写因子であるmc1がSCF複合体依存的に分解されることを見出し、その解析を進めているところであることより、研究はおおむね順調に進展していると判断した。
1. 新規基質のF-boxタンパク質群による認識機構の解析 野生株およびE3欠失株より免疫沈降法で内在性の基質を精製する。質量分析でE3欠失株において増えている修飾およびその部位を同定する。野生型および修飾部位に変異を持つ基質の発現ベクターを作製し、酵母内でのF-boxタンパク質との結合を調べる。
2. 新規基質に対する試験管内ユビキチン化反応の検討 野生型あるいは1.で同定した修飾部位に変異を持つ基質を大腸菌で発現させリコンビナントタンパク質を精製する。バキュロウイルス発現系を用いてSCF複合体を精製し、ユビキチン化反応に必要な酵素E1とE2そしてユビキチンさらにATPを加え基質と反応させ、試験管内で基質へのユビキチン化反応を起こすことができるかどうかを検討する。
3. 新規基質に対する細胞内分解の検討 2.の試験管内ユビキチン化反応により得られた情報を細胞内で確認する。野生型あるいは変異型の基質とF-boxタンパク質を出芽酵母に発現させ、基質に対する抗体を用いて免疫沈降する。SDS-PAGEで展開した後、抗ユビキチン抗体でウェスタンブロットを行う。野生型の基質はユビキチン化されるのに対し、変異型の基質はユビキチン化されないはずである。また、シクロヘキシミドチェイス法により基質の半減期を測定する。
4. 新規基質の分解制御による細胞生物学的影響の検討 F-boxタンパク質の過剰発現、遺伝子欠失によって基質の発現を制御することにより、どのような細胞生物学的変化が現れるかを解析する。
5. データベースを用いた高等生物でのホモロジー検索および機能解析 上記研究で同定した基質を基にデータベース検索を行い高等生物にホモログが存在するかどうかを調べる。もしもホモログが存在すればそれらの機能解析を行う。 -
出芽酵母リン酸化酵素TDA1の糖シグナル伝達における役割の解明
Grant number：19H04957 2019.4 - 2021.3
科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
嘉村 巧
Authorship：Principal investigator
Grant amount：\10530000 （ Direct Cost: \8100000 、 Indirect Cost：\2430000 ）
細胞内エネルギーの恒常性を維持することは正常な生命活動を行う上で重要である。その中心的な役割を担っているのは、出芽酵母においてはSnf1キナーゼでありエネルギー状態のセンサーとして機能し、糖シグナル伝達経路の活性を制御している。我々は、最近Tda1キナーゼも糖シグナル経路に関与していることを見出した。そこで本課題では、Tda1の糖シグナル伝達における役割に焦点を当てて研究を行う。
細胞内エネルギーの恒常性を維持することは正常な生命活動を行う上で重要である。その中心的な役割を担っているのは、出芽酵母においてはSnf1キナーゼでありエネルギー状態のセンサーとして機能し、糖シグナル伝達経路の活性を制御している。われわれは、ユビキチンープロテアソーム依存性タンパク質分解により制御される生命現象の解明を目的の研究を進めているが、その過程で、出芽酵母キナーゼタンパク質Tda1の分解を制御するE3を新たに同定した。Tda1は、最近出芽酵母に3種類存在するヘキソキナーゼの1つであるHxk2をリン酸化することが示されているが、一方ではSnf1がHxk2をリン酸化するという報告もある。そこで本課題では、Tda1のE3による分解制御および糖シグナル伝達における役割に焦点を当てて研究を進めた。まずTda1がSCF複合体依存的に分解制御を受けていることを見出した。続いて低グルコースあるいは非発酵性炭素源環境下におけるSnf1によるTda1のリン酸化修飾を詳細に調べた。Snf1はSnf4およびGal83/Sip1/Sip2からなる複合体を形成しているが、この中でSnf1とSnf4はTda1のリン酸化に必要であったが、Gal83/Sip1/Sip2は不要であった。また試験管内リン酸化反応においてSnf1が直接Tda1をリン酸化修飾することを確認した。続いてHxk2のリン酸化修飾を検討した。その結果、低グルコース下で活性化したSnf1によりTda1がリン酸化され活性状態なることによりHxk2をリン酸化することを見出した。試験管内リン酸化反応においても同様な結果を得ている。これらのことよりTda1の発現量はユビキチン・プロテアソーム系によって調節されていること、そしてTda1はHxk2の活性を制御することにより糖シグナル伝達をコントロールしていることが明らかになった。
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。 -
Development of a lipid asymmetry biosensor that dramatically facilitates studies on biomembranes
Grant number：18K19292 2018.6 - 2020.3
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Kamura Takumi
Authorship：Principal investigator
Grant amount：\6240000 （ Direct Cost: \4800000 、 Indirect Cost：\1440000 ）
In this study, we tried to develop a biosensor that can report the state of lipid asymmetry in the plasma membrane. For this purpose, we focused on and utilized a lipid asymmetry sensor protein Rim21 which we previously identified in yeast. As a result, we developed a prototype of lipid asymmetry biosensor that can visualize alterations in lipid asymmetry in living yeast cells. In addition, we conducted a systematic mutagenesis approach of the prototype biosensor, and succeeded in developing a series of improved biosensors with higher S/N ratio.
Using these biosensors, we monitored the state of lipid asymmetry in yeast cells exposed to environmental stresses. Interestingly, the state of lipid symmetry seemed to be altered under alkaline and salt stresses. Cells deleted for RIM21 were hypersensitive to alkaline and salt stresses, suggesting that these environmental stresses are sensed by Rim21 through alterations in the state of lipid asymmetry in the plasma membrane. -
Elucidation of novel function of Saccharomyces cerevisiae SCF complex
Grant number：17H03652 2017.4 - 2020.3
Kamura Takumi
Authorship：Principal investigator
Grant amount：\17420000 （ Direct Cost: \13400000 、 Indirect Cost：\4020000 ）
Proteolysis via the ubiquitin-proteasome system has attracted much attention as it has been revealed that it plays an important role in various life phenomena. E3, which determines substrate specificity, and SCF complexes in particular, are expected to have a variety of functions due to their large number. In the present study, we aimed to analyze a new function of the budding yeast SCF complex. We used genetic and biochemical methods to search for novel substrates of the SCF complex and identified the stress-responsive transcription factor Tmc1, which we found to be degraded in a SCF complex-dependent manner. We further found that Tmc1 adapts to arsenic stress by inducing the expression of Arr2.
-
細胞周期をコントロールするユビキチンリガーゼ群の機能解析
2007
科学研究費補助金 萌芽研究，課題番号：19657059
嘉村 巧
Authorship：Principal investigator
Teaching Experience (On-campus) 1
-
Fundamentals of Biology II
2011