2024/10/03 更新

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ヌマタ トモユキ
沼田 倫征
NUMATA TOMOYUKI
所属
農学研究院 生命機能科学部門 准教授
システム生命科学府 システム生命科学専攻(併任)
農学部 生物資源環境学科(併任)
生物資源環境科学府 生命機能科学専攻(併任)
職名
准教授
連絡先
メールアドレス
電話番号
0928024697
プロフィール
非コードRNAやそれと相互作用するタンパク質は遺伝子の発現調節をはじめ生命活動において重要な役割を担っている。主として非コードRNAの一種であり真正細菌の遺伝子発現を調節するリボスイッチや原核生物の獲得免疫として知られるCRISPR-Cas系の機能構造解析に興味をもって研究を進めている。これらの研究を通して、非コードRNAやリボ核タンパク質複合体が機能するしくみを明らかにするとともに、これら因子が原核生物の環境適応やストレス応答などに対していかにして関わっているのか解明することを目指す。教育においては、学部生に対して生物化学(遺伝子の発現、エネルギー産生)、大学院生に対して生物機能分子化学を担当している。
外部リンク

学位

  • 博士(農学)

経歴

  • 東京工業大学 大学院生命理工学研究科 産業技術総合研究所 生物機能工学研究部門・バイオメディカル研究部門   

研究テーマ・研究キーワード

  • 研究テーマ: トキシンーアンチトキシンシステムの機能と構造

    研究キーワード: トキシン、アンチトキシン、

    研究期間: 2022年1月

  • 研究テーマ: リボスイッチの作動原理の解明と創薬への展開

    研究キーワード: リボスイッチ, 遺伝子発現調節, 非コードRNA, 真正細菌, 創薬

    研究期間: 2016年1月

  • 研究テーマ: CRISPR-Cas系エフェクター複合体の機能構造解析

    研究キーワード: CRISPR, Cas, crRNA, エフェクター複合体, ゲノム編集

    研究期間: 2010年4月

受賞

  • 平成26年度農芸化学奨励賞

    2014年3月   日本農芸化学会  

  • 平成25年度科学技術分野の文部科学大臣表彰若手科学者賞

    2013年4月   文部科学省  

  • 平成18年度手島記念研究賞

    2007年3月   財団法人手島工業教育資金団  

論文

  • Mechanistic analysis of Riboswitch Ligand interactions provides insights into pharmacological control over gene expression 国際誌

    Parmar S., Bume D.D., Connelly C.M., Boer R.E., Prestwood P.R., Wang Z., Labuhn H., Sinnadurai K., Feri A., Ouellet J., Homan P., Numata T., Schneekloth J.S.

    Nature Communications   15 ( 1 )   8173 - 8173   2024年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Nature Communications  

    Riboswitches are structured RNA elements that regulate gene expression upon binding to small molecule ligands. Understanding the mechanisms by which small molecules impact riboswitch activity is key to developing potent, selective ligands for these and other RNA targets. We report the structure-informed design of chemically diverse synthetic ligands for PreQ1 riboswitches. Multiple X-ray co-crystal structures of synthetic ligands with the Thermoanaerobacter tengcongensis (Tte)-PreQ1 riboswitch confirm a common binding site with the cognate ligand, despite considerable chemical differences among the ligands. Structure probing assays demonstrate that one ligand causes conformational changes similar to PreQ1 in six structurally and mechanistically diverse PreQ1 riboswitch aptamers. Single-molecule force spectroscopy is used to demonstrate differential modes of riboswitch stabilization by the ligands. Binding of the natural ligand brings about the formation of a persistent, folded pseudoknot structure, whereas a synthetic ligand decreases the rate of unfolding through a kinetic mechanism. Single round transcription termination assays show the biochemical activity of the ligands, while a GFP reporter system reveals compound activity in regulating gene expression in live cells without toxicity. Taken together, this study reveals that diverse small molecules can impact gene expression in live cells by altering conformational changes in RNA structures through distinct mechanisms.

    DOI: 10.1038/s41467-024-52235-3

    Scopus

    PubMed

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  • Characterization of two rice GH18 chitinases belonging to family 8 of plant pathogenesis-related proteins. 国際誌

    Jun Tanaka, Tomoya Takashima, Naojiro Abe, Tamo Fukamizo, Tomoyuki Numata, Takayuki Ohnuma

    Plant science : an international journal of experimental plant biology   111524 - 111524   2022年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Two rice GH18 chitinases, Oschib1 and Oschib2, belonging to family 8 of plant pathogenesis-related proteins (PR proteins) were expressed, purified, and characterized. These enzymes, which have the structural features of class IIIb chitinases, preferentially cleaved the second glycosidic linkage from the non-reducing end of substrate chitin oligosaccharides as opposed to rice class IIIa enzymes, OsChib3a and OsChib3b, which mainly cleaved the fourth linkage from the non-reducing end of chitin hexasaccharide [(GlcNAc)6]. Oschib1 and Oschiab2 inhibited the growth of Fusarium solani, but showed only a weak or no antifungal activity against Aspergillus niger and Trichoderma viride on the agar plates. Structural analysis of Oschib1 and Oschib2 revealed that these enzymes have two large loops extruded from the (β/α)8 TIM-barrel fold, which are absent in the structures of class IIIa chitinases. The differences in the cleavage site preferences toward chitin oligosaccharides between plant class IIIa and IIIb chitinases are likely attributed to the additional loop structures found in the IIIb enzymes. The class IIIb chitinases, Oschib1 and Oschib2, seem to play important roles for the effective hydrolysis of chitin oligosaccharides released from the cell wall of the pathogenic fungi by the cooperative actions with the extracellular chitinases in rice.

    DOI: 10.1016/j.plantsci.2022.111524

  • Structure, mechanism, and phylogeny of LysM-chitinase conjugates specifically found in fern plants. 国際誌

    Yoshihito Kitaoku, Toki Taira, Tomoyuki Numata, Takayuki Ohnuma, Tamo Fukamizo

    Plant science : an international journal of experimental plant biology   321   111310 - 111310   2022年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    A unique GH18 chitinase containing two N-terminal lysin motifs (PrLysM1 and PrLysM2) was first found in fern, Pteris ryukyuensis (Onaga and Taira, Glycobiology, 18, 414-423, 2008). This type of LysM-chitinase conjugates is not usually found in plants but in fungi. Here, we produced a similar GH18 chitinase with one N-terminal LysM module (EaLysM) from the fern, Equisetum arvense (EaChiA, Inamine et al., Biosci. Biotechnol. Biochem., 79, 1296-1304, 2015), using an Escherichia coli expression system and characterized for its structure and mechanism of action. The crystal structure of EaLysM exhibited an almost identical fold (βααβ) to that of PrLysM2. From isothermal titration calorimetry and nuclear magnetic resonance, the binding mode and affinities of EaLysM for chitooligosaccharides (GlcNAc)n (3, 4, 5, and 6) were found to be comparable to those of PrLysM2. The LysM module in EaChiA is likely to bind (GlcNAc)n almost independently through CH-π stacking of a Tyr residue with the pyranose ring. The (GlcNAc)n-binding mode of LysMs in the LysM-chitinase conjugates from fern plants appears to differ from that of plant LysMs acting in chitin- or Nod-signal perception, in which multiple LysMs cooperatively act on (GlcNAc)n. Phylogenetic analysis suggested that LysM-GH18 conjugates of fern plants formed a monophyletic group and had been separated earlier than forming the clade of fungal chitinases with LysMs.

    DOI: 10.1016/j.plantsci.2022.111310

  • GET pathway mediates transfer of mislocalized tail-anchored proteins from mitochondria to the ER. 国際誌

    Shunsuke Matsumoto, Suzuka Ono, Saori Shinoda, Chika Kakuta, Satoshi Okada, Takashi Ito, Tomoyuki Numata, Toshiya Endo

    The Journal of cell biology   221 ( 6 )   2022年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Tail-anchored (TA) membrane proteins have a potential risk to be mistargeted to the mitochondrial outer membrane (OM). Such mislocalized TA proteins can be extracted by the mitochondrial AAA-ATPase Msp1 from the OM and transferred to the ER for ER protein quality control involving ubiquitination by the ER-resident Doa10 complex. Yet it remains unclear how the extracted TA proteins can move to the ER crossing the aqueous cytosol and whether this transfer to the ER is essential for the clearance of mislocalized TA proteins. Here we show by time-lapse microscopy that mislocalized TA proteins, including an authentic ER-TA protein, indeed move from mitochondria to the ER in a manner strictly dependent on Msp1 expression. The Msp1-dependent mitochondria-to-ER transfer of TA proteins is blocked by defects in the GET system, and this block is not due to impaired Doa10 functions. Thus, the GET pathway facilitates the transfer of mislocalized TA proteins from mitochondria to the ER.

    DOI: 10.1083/jcb.202104076

  • Family D DNA polymerase interacts with GINS to promote CMG-helicase in the archaeal replisome. 国際誌

    Keisuke Oki, Mariko Nagata, Takeshi Yamagami, Tomoyuki Numata, Sonoko Ishino, Takuji Oyama, Yoshizumi Ishino

    Nucleic acids research   50 ( 7 )   3601 - 3615   2022年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Genomic DNA replication requires replisome assembly. We show here the molecular mechanism by which CMG (GAN-MCM-GINS)-like helicase cooperates with the family D DNA polymerase (PolD) in Thermococcus kodakarensis. The archaeal GINS contains two Gins51 subunits, the C-terminal domain of which (Gins51C) interacts with GAN. We discovered that Gins51C also interacts with the N-terminal domain of PolD's DP1 subunit (DP1N) to connect two PolDs in GINS. The two replicases in the replisome should be responsible for leading- and lagging-strand synthesis, respectively. Crystal structure analysis of the DP1N-Gins51C-GAN ternary complex was provided to understand the structural basis of the connection between the helicase and DNA polymerase. Site-directed mutagenesis analysis supported the interaction mode obtained from the crystal structure. Furthermore, the assembly of helicase and replicase identified in this study is also conserved in Eukarya. PolD enhances the parental strand unwinding via stimulation of ATPase activity of the CMG-complex. This is the first evidence of the functional connection between replicase and helicase in Archaea. These results suggest that the direct interaction of PolD with CMG-helicase is critical for synchronizing strand unwinding and nascent strand synthesis and possibly provide a functional machinery for the effective progression of the replication fork.

    DOI: 10.1093/nar/gkab799

  • Genetic and biochemical characterizations of aLhr1 helicase in the thermophilic crenarchaeon sulfolobus acidocaldarius

    Shoji Suzuki, Norio Kurosawa, Takeshi Yamagami, Shunsuke Matsumoto, Tomoyuki Numata, Sonoko Ishino, Yoshizumi Ishino

    Catalysts   12 ( 1 )   2022年1月

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    記述言語:その他   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Homologous recombination (HR) refers to the process of information exchange between homologous DNA duplexes and is composed of four main steps: end resection, strand invasion and formation of a Holliday junction (HJ), branch migration, and resolution of the HJ. Within each step of HR in Archaea, the helicase-promoting branch migration is not fully understood. Previous biochemical studies identified three candidates for archaeal helicase promoting branch migration in vitro: Hjm/Hel308, PINA, and archaeal long helicase related (aLhr) 2. However, there is no direct evidence of their involvement in HR in vivo. Here, we identified a novel helicase encoded by Saci_0814, isolated from the thermophilic crenarchaeon Sulfolobus acidocaldarius; the helicase dissociated a synthetic HJ. Notably, HR frequency in the Saci_0814-deleted strain was lower than that of the parent strain (5-fold decrease), indicating that Saci_0814 may be involved in HR in vivo. Saci_0814 is classified as an aLhr1 under superfamily 2 helicases; its homologs are conserved among Archaea. Purified protein produced in Escherichia coli showed branch migration activity in vitro. Based on both genetic and biochemical evidence, we suggest that aLhr1 is involved in HR and may function as a branch migration helicase in S. acidocaldarius.

    DOI: 10.3390/catal12010034

  • A conserved loop structure of GH19 chitinases assists the enzyme function from behind the core-functional region. 国際誌

    Daiki Kawamoto, Tomoya Takashima, Tamo Fukamizo, Tomoyuki Numata, Takayuki Ohnuma

    Glycobiology   2021年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Plant GH19 chitinases have several loop structures, which may define their enzymatic properties. Among these loops, the longest loop, Loop-III, is most frequently conserved in GH19 enzymes. A GH19 chitinase from the moss Bryum coronatum (BcChi-A) has only one loop structure, Loop-III, which is connected to the catalytically important β-sheet region. Here, we produced and characterized a Loop-III-deleted mutant of BcChi-A (BcChi-A-ΔIII) and found that its stability and chitinase activity were strongly reduced. The deletion of Loop-III also moderately affected the chitooligosaccharide binding ability as well as the binding mode to the substrate-binding groove. The crystal structure of an inactive mutant of BcChi-A-ΔIII was successfully solved, revealing that the remaining polypeptide chain has an almost identical fold to that of the original protein. Loop-III is not necessarily essential for the folding of the enzyme protein. However, closer examination of the crystal structure revealed that the deletion of Loop-III altered the arrangement of the catalytic triad, Glu61, Glu70 and Ser102, and the orientation of the Trp103 side chain, which is important for sugar residue binding. We concluded that Loop-III is not directly involved in the enzymatic activity but assists the enzyme function by stabilizing the conformation of the β-sheet region and the adjacent substrate-binding platform from behind the core-functional regions.

    DOI: 10.1093/glycob/cwab117

  • A chemical probe based on the PreQ1 metabolite enables transcriptome-wide mapping of binding sites. 国際誌

    Sumirtha Balaratnam, Curran Rhodes, Desta Doro Bume, Colleen Connelly, Christopher C Lai, James A Kelley, Kamyar Yazdani, Philip J Homan, Danny Incarnato, Tomoyuki Numata, John S Schneekloth Jr

    Nature communications   12 ( 1 )   5856 - 5856   2021年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The role of metabolite-responsive riboswitches in regulating gene expression in bacteria is well known and makes them useful systems for the study of RNA-small molecule interactions. Here, we study the PreQ1 riboswitch system, assessing sixteen diverse PreQ1-derived probes for their ability to selectively modify the class-I PreQ1 riboswitch aptamer covalently. For the most active probe (11), a diazirine-based photocrosslinking analog of PreQ1, X-ray crystallography and gel-based competition assays demonstrated the mode of binding of the ligand to the aptamer, and functional assays demonstrated that the probe retains activity against the full riboswitch. Transcriptome-wide mapping using Chem-CLIP revealed a highly selective interaction between the bacterial aptamer and the probe. In addition, a small number of RNA targets in endogenous human transcripts were found to bind specifically to 11, providing evidence for candidate PreQ1 aptamers in human RNA. This work demonstrates a stark influence of linker chemistry and structure on the ability of molecules to crosslink RNA, reveals that the PreQ1 aptamer/ligand pair are broadly useful for chemical biology applications, and provides insights into how PreQ1, which is similar in structure to guanine, interacts with human RNAs.

    DOI: 10.1038/s41467-021-25973-x

  • Minimal protein-only RNase P structure reveals insights into tRNA precursor recognition and catalysis. 国際誌

    Takamasa Teramoto, Takeshi Koyasu, Naruhiko Adachi, Masato Kawasaki, Toshio Moriya, Tomoyuki Numata, Toshiya Senda, Yoshimitsu Kakuta

    The Journal of biological chemistry   297 ( 3 )   101028 - 101028   2021年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Ribonuclease P (RNase P) is an endoribonuclease that catalyzes the processing of the 5' leader sequence of precursor tRNA (pre-tRNA). Ribonucleoprotein RNase P and protein-only RNase P (PRORP) in eukaryotes have been extensively studied, but the mechanism by which a prokaryotic nuclease recognizes and cleaves pre-tRNA is unclear. To gain insights into this mechanism, we studied homologs of Aquifex RNase P (HARPs), thought to be enzymes of approximately 23 kDa comprising only this nuclease domain. We determined the cryo-EM structure of Aq880, the first identified HARP enzyme. The structure unexpectedly revealed that Aq880 consists of both the nuclease and protruding helical (PrH) domains. Aq880 monomers assemble into a dimer via the PrH domain. Six dimers form a dodecamer with a left-handed one-turn superhelical structure. The structure also revealed that the active site of Aq880 is analogous to that of eukaryotic PRORPs. The pre-tRNA docking model demonstrated that 5' processing of pre-tRNAs is achieved by two adjacent dimers within the dodecamer. One dimer is responsible for catalysis, and the PrH domains of the other dimer are responsible for pre-tRNA elbow recognition. Our study suggests that HARPs measure an invariant distance from the pre-tRNA elbow to cleave the 5' leader sequence, which is analogous to the mechanism of eukaryotic PRORPs and the ribonucleoprotein RNase P. Collectively, these findings shed light on how different types of RNase P enzymes utilize the same pre-tRNA processing.

    DOI: 10.1016/j.jbc.2021.101028

  • DNA polymerase D temporarily connects primase to the CMG-like helicase before interacting with proliferating cell nuclear antigen

    Keisuke Oki, Takeshi Yamagami, Mariko Nagata, Kouta Mayanagi, Tsuyoshi Shirai, Naruhiko Adachi, Tomoyuki Numata, Sonoko Ishino, Yoshizumi Ishino

    Nucleic Acids Research   49 ( 8 )   4599 - 4612   2021年5月

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    記述言語:その他   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    <title>Abstract</title>
    The eukaryotic replisome is comprised of three family-B DNA polymerases (Polα, δ and ϵ). Polα forms a stable complex with primase to synthesize short RNA-DNA primers, which are subsequently elongated by Polδ and Polϵ in concert with proliferating cell nuclear antigen (PCNA). In some species of archaea, family-D DNA polymerase (PolD) is the only DNA polymerase essential for cell viability, raising the question of how it alone conducts the bulk of DNA synthesis. We used a hyperthermophilic archaeon, Thermococcus kodakarensis, to demonstrate that PolD connects primase to the archaeal replisome before interacting with PCNA. Whereas PolD stably connects primase to GINS, a component of CMG helicase, cryo-EM analysis indicated a highly flexible PolD–primase complex. A conserved hydrophobic motif at the C-terminus of the DP2 subunit of PolD, a PIP (PCNA-Interacting Peptide) motif, was critical for the interaction with primase. The dissociation of primase was induced by DNA-dependent binding of PCNA to PolD. Point mutations in the alternative PIP-motif of DP2 abrogated the molecular switching that converts the archaeal replicase from de novo to processive synthesis mode.

    DOI: 10.1093/nar/gkab243

  • Crystal structure and biochemical characterization of CJP38, a β-1,3-glucanase and allergen of Cryptomeria japonica pollen. 査読

    Takashima T, Taku T, Yamanaka T, Fukamizo T, Numata T, Ohnuma T

    Molecular immunology   116   199 - 207   2019年11月

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    記述言語:その他  

    Crystal structure and biochemical characterization of CJP38, a β-1,3-glucanase and allergen of Cryptomeria japonica pollen.

    DOI: 10.1016/j.molimm.2019.10.016

  • Synthetic ligands for PreQ1 riboswitches provide structural and mechanistic insights into targeting RNA tertiary structure. 査読

    Connelly CM, Numata T, Boer RE, Moon MH, Sinniah RS, Barchi JJ, Ferré-D'Amaré AR, Schneekloth JS J

    Nature communications   10 ( 1 )   1501   2019年4月

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    記述言語:その他  

    Synthetic ligands for PreQ1 riboswitches provide structural and mechanistic insights into targeting RNA tertiary structure.

    DOI: 10.1038/s41467-019-09493-3

  • Crystal Structures of Csm2 and Csm3 in the Type III-A CRISPR-Cas Effector Complex. 査読 国際誌

    Takeshita D, Sato M, Inanaga H, Numata T

    Journal of molecular biology   431 ( 4 )   748 - 763   2019年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Crystal Structures of Csm2 and Csm3 in the Type III-A CRISPR-Cas Effector Complex.
    Clustered regularly interspaced short palindromic repeat (CRISPR) loci and CRISPR-associated (Cas) genes encode CRISPR RNAs (crRNA) and Cas proteins, respectively, which play important roles in the adaptive immunity system (CRISPR-Cas system) in prokaryotes. The crRNA and Cas proteins form ribonucleoprotein effector complexes to capture and degrade invading genetic materials with base complementarity to the crRNA guide sequences. The Csm complex, a type III-A effector complex, comprises five Cas proteins (Csm1-Csm5) and a crRNA, which co-transcriptionally degrades invading DNA and RNA. Here we report the crystal structures of the Staphylococcus epidermidis Csm2 (SeCsm2) and Thermoplasma volcanium Csm3 (TvCsm3) at 2.4- and 2.7-Å resolutions, respectively. SeCsm2 adopts a monomeric globular fold by itself, in striking contrast to the previously reported Thermotoga maritima Csm2, which adopted an extended conformation and formed a dimeric structure. We propose that the globular monomeric form is the bona fide structure of Csm2. TvCsm3 forms a filamentous structure in the crystals. The molecular arrangement of TvCsm3 is similar to that of the stacked Cmr4 proteins in the Cmr complex, suggesting the functionally relevant architecture of the present Csm3 structure. We constructed model structures of the Csm complex, which revealed that Csm3 binds the crRNA and periodically deforms the crRNA-target duplex by a similar mechanism to that of Cmr4 in the Cmr complex. The model and mutational analysis suggest that the conserved lysine residue of Csm2 is important for target RNA binding, and Csm2 stabilizes the active structure of the Csm complex to facilitate the reaction.

    DOI: 10.1016/j.jmb.2019.01.009

  • Structure and Enzymatic Properties of a Two-Domain Family GH19 Chitinase from Japanese Cedar (Cryptomeria japonica) Pollen 査読

    Tomoya Takashima, Tomoyuki Numata, Toki Taira, Tamo Fukamizo, Takayuki Ohnuma

    Journal of Agricultural and Food Chemistry   66 ( 22 )   5699 - 5706   2018年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    CJP-4 is an allergen found in pollen of the Japanese cedar Cryptomeria japonica. The protein is a two-domain family GH19 (class IV) Chitinase consisting of an N-terminal CBM18 domain and a GH19 catalytic domain. Here, we produced recombinant CJP-4 and CBM18-truncated CJP-4 (CJP-4-Cat) proteins. In addition to solving the crystal structure of CJP-4-Cat by X-ray crystallography, we analyzed the ability of both proteins to hydrolyze chitin oligosaccharides, (GlcNAc)n, polysaccharide substrates, glycol chitin, and β-chitin nanofiber and examined their inhibitory activity toward fungal growth. Truncation of the CBM18 domain did not significantly affect the mode of (GlcNAc)n hydrolysis. However, significant effects were observed when we used the polysaccharide substrates. The activity of CJP-4 toward the soluble substrate, glycol chitin, was lower than that of CJP-4-Cat. In contrast, CJP-4 exhibited higher activity toward β-chitin nanofiber, an insoluble substrate, than did CJP-4-Cat. Fungal growth was strongly inhibited by CJP-4 but not by CJP-4-Cat. These results indicate that the CBM18 domain assists the hydrolysis of insoluble substrate and the antifungal action of CJP-4-Cat by binding to chitin. CJP-4-Cat was found to have only two loops (loops I and III), as reported for ChiA, an allergenic class IV Chitinase from maize.

    DOI: 10.1021/acs.jafc.8b01140

  • Metabolic and chemical regulation of tRNA modification associated with taurine deficiency and human disease 査読

    Kana Asano, Takeo Suzuki, Ayaka Saito, Fan-Yan Wei, Yoshiho Ikeuchi, Tomoyuki Numata, Ryou Tanaka, Yoshihisa Yamane, Takeshi Yamamoto, Takanobu Goto, Yoshihito Kishita, Kei Murayama, Akira Ohtake, Yasushi Okazaki, Kazuhito Tomizawa, Yuriko Sakaguchi, Tsutomu Suzuki

    Nucleic Acids Research   46 ( 4 )   1565 - 1583   2018年1月

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    記述言語:その他   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/nar/gky068

  • Crystal structure and thermodynamic dissection of chitin oligosaccharide binding to the LysM module of chitinase-A from Pteris ryukyuensis 査読

    Takayuki Ohnuma, Toki Taira, Naoyuki Umemoto, Yoshihito Kitaoku, Morten Sorlie, Tomoyuki Numata, Tamo Fukamizo

    BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS   494 ( 3-4 )   736 - 741   2017年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    We determined the crystal structure of a LysM module from Pteris ryukyuensis chitinase-A (PrLysM2) at a resolution of 1.8 angstrom. Structural and binding analysis of PrLysM2 indicated that this module recognizes chitin oligosaccharides in a shallow groove comprised of five sugar-binding subsites on one side of the molecule. The free energy changes (Delta G(r)degrees) for binding of (GIcNAc)(6), (G1cNAc)(5), and (GIcNAc)(4) to PrLysM2 were determined to be -5.4, -5,4 and -4.6 kcal mol(-1), respectively, by ITC. Thermodynamic dissection of the binding energetics of (GIcNAc)(6) revealed that the driving force is the enthalpy change (Delta H-r degrees = -11.7 +/- 0.2 kcal/mol) and the solvation entropy change (-T Delta S-solv degrees = -5.9 +/- 0.6 kcal/mol). This is the first description of thermodynamic signatures of a chitin oligosaccharide binding to a LysM module. (C) 2017 Elsevier Inc. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.bbrc.2017.08.143

  • Chitin oligosaccharide binding to the lysin motif of a novel type of chitinase from the multicellular green alga, Volvox carteri 査読

    Yoshihito Kitaoku, Tamo Fukamizo, Tomoyuki Numata, Takayuki Ohnuma

    PLANT MOLECULAR BIOLOGY   93 ( 1-2 )   97 - 108   2017年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The chitinase-mediated defense system in higher plants has been intensively studied from physiological and structural viewpoints. However, the defense system in the most primitive plant species, such as green algae, has not yet been elucidated in details. In this study, we solved the crystal structure of a family CBM-50 LysM module attached to the N-terminus of chitinase from Volvox carteri, and successfully analyzed its chitin-binding ability by NMR spectroscopy and isothermal titration calorimetry. Trp96 of the LysM module appeared to make a CH-pi stacking interaction with the reducing end sugar residue of the ligand. We believe the data included in this manuscript provide novel insights into the molecular basis of chitinase-mediated defense system in green algae.
    A chitinase from the multicellular green alga, Volvox carteri, contains two N-terminal lysin motifs (VcLysM1 and VcLysM2), that belong to the CBM-50 family, in addition to a catalytic domain. We produced a recombinant protein of VcLysM2 in order to examine its structure and function. The X-ray crystal structure of VcLysM2 was successfully solved at a resolution of 1.2 , and revealed that the protein adopts the beta alpha alpha beta fold typical of members belonging to the CBM-50 family. NMR spectra of C-13- and N-15-labeled proteins were analyzed in order to completely assign the main chain resonances of the H-1,N-15-HSQC spectrum in a sequential manner. NMR-based titration experiments of chitin oligosaccharides, (GlcNAc)(n) (n = 3-6), revealed the ligand-binding site of VcLysM2, in which the Trp96 side chain appeared to interact with the terminal GlcNAc residue of the ligand. We then mutated Trp96 to alanine (VcLysM2-W96A), and the mutant protein was characterized. Based on isothermal titration calorimetry, the affinity of (GlcNAc)(6) toward VcLysM2 (-6.9 kcal/mol) was found to be markedly higher than that of (GlcNAc)(3) (-4.1 kcal/mol), whereas the difference in affinities between (GlcNAc)(6) and (GlcNAc)(3) in VcLysM2-W96A (-5.1 and -4.0 kcal/mol, respectively) was only moderate. This suggests that the Trp96 side chain of VcLysM2 interacts with the sugar residue of (GlcNAc)(6) not with (GlcNAc)(3). VcLysM2 appears to preferentially bind (GlcNAc)(n) with longer chains and plays a major role in the degradation of the chitinous components of enzyme targets.

    DOI: 10.1007/s11103-016-0549-5

  • Mechanism of chitosan recognition by CBM32 carbohydrate-binding modules from a Paenibacillus sp IK-5 chitosanase/glucanase 査読

    Shoko Shinya, Shigenori Nishimura, Yoshihito Kitaoku, Tomoyuki Numata, Hisashi Kimoto, Hideo Kusaoke, Takayuki Ohnuma, Tamo Fukamizo

    BIOCHEMICAL JOURNAL   473 ( 8 )   1085 - 1095   2016年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    An antifungal chitosanase/glucanase isolated from the soil bacterium Paenibacillus sp. IK-5 has two CBM32 chitosan-binding modules (DD1 and DD2) linked in tandem at the C-terminus. In order to obtain insights into the mechanism of chitosan recognition, the structures of DD1 and DD2 were solved by NMR spectroscopy and crystallography. DD1 and DD2 both adopted a beta-sandwich fold with several loops in solution as well as in crystals. On the basis of chemical shift perturbations in H-1-N-15-HSQC resonances, the chitosan tetramer (GlcN)(4) was found to bind to the loop region extruded from the core beta-sandwich of DD1 and DD2. The binding site defined by NMR in solution was consistent with the crystal structure of DD2 in complex with (GlcN)(3), in which the bound (GlcN)(3) stood upright on its non-reducing end at the binding site. Glu(14) of DD2 appeared to make an electrostatic interaction with the amino group of the non-reducing end GlcN, and Arg(31), Tyr(36) and Glu(61) formed several hydrogen bonds predominantly with the non-reducing end GlcN. No interaction was detected with the reducing end GlcN. Since Tyr(36) of DD2 is replaced by glutamic acid in DD1, the mutation of Tyr(36) to glutamic acid was conducted in DD2 (DD2-Y36E), and the reverse mutation was conducted in DD1 (DD1-E36Y). Ligand-binding experiments using the mutant proteins revealed that this substitution of the 36th amino acid differentiates the binding properties of DD1 and DD2, probably enhancing total affinity of the chitosanase/glucanase toward the fungal cell wall.

    DOI: 10.1042/BCJ20160045

  • A class III chitinase without disulfide bonds from the fern, Pteris ryukyuensis: crystal structure and ligand-binding studies 査読

    Yoshihito Kitaoku, Naoyuki Umemoto, Takayuki Ohnuma, Tomoyuki Numata, Toki Taira, Shohei Sakuda, Tamo Fukamizo

    PLANTA   242 ( 4 )   895 - 907   2015年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    We first solved the crystal structure of class III catalytic domain of a chitinase from fern (PrChiA-cat), and found a structural difference between PrChiA-cat and hevamine. PrChiA-cat was found to have reduced affinities to chitin oligosaccharides and allosamidin.
    Plant class III chitinases are subdivided into enzymes with three disulfide bonds and those without disulfide bonds. We here referred to the former enzymes as class IIIa chitinases and the latter as class IIIb chitinases. In this study, we solved the crystal structure of the class IIIb catalytic domain of a chitinase from the fern Pteris ryukyuensis (PrChiA-cat), and compared it with that of hevamine, a class IIIa chitinase from Hevea brasiliensis. PrChiA-cat was found to adopt an (alpha/beta)(8) fold typical of GH18 chitinases in a similar manner to that of hevamine. However, PrChiA-cat also had two large loops that extruded from the catalytic site, and the corresponding loops in hevamine were markedly smaller than those of PrChiA-cat. An HPLC analysis of the enzymatic products revealed that the mode of action of PrChiA-cat toward chitin oligosaccharides, (GlcNAc) (n) (n = 4-6), differed from those of hevamine and the other class IIIa chitinases. The binding affinities of (GlcNAc)(3) and (GlcNAc)(4) toward the inactive mutant of PrChiA-cat were determined by isothermal titration calorimetry, and were markedly lower than those toward other members of the GH18 family. The affinity and the inhibitory activity of allosamidin toward PrChiA-cat were also lower than those toward the GH18 chitinases investigated to date. Several hydrogen bonds found in the crystal structure of hevamine-allosamidin complex were missing in the modeled structure of PrChiA-cat-allosamidin complex. The structural findings for PrChiA-cat successfully interpreted the functional data presented.

    DOI: 10.1007/s00425-015-2330-4

  • Modulation of the transglycosylation activity of plant family GH18 chitinase by removing or introducing a tryptophan side chain 査読

    Naoyuki Umemoto, Takayuki Ohnuma, Takuo Osawa, Tomoyuki Numata, Tamo Fukamizo

    FEBS LETTERS   589 ( 18 )   2327 - 2333   2015年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Transglycosylation (TG) activity of a family GH18 chitinase from the cycad, Cycas revoluta, (CrChiA) was modulated by removing or introducing a tryptophan side chain. The removal from subsite +3 through mutation of Trp168 to alanine suppressed TG activity, while introduction into subsite +1 through mutation of Gly77 to tryptophan (CrChiA-G77W) enhanced TG activity. The crystal structures of an inactive double mutant of CrChiA (CrChiA-G77W/E119Q) with one or two N-acetylglucosamine residues occupying subsites +1 or +1/+2, respectively, revealed that the Trp77 side chain was oriented toward +1 GlcNAc to be stacked with it face-to-face, but rotated away from subsite +1 in the absence of GlcNAc at the subsite. Aromatic residues in the aglycon-binding site are key determinants of TG activity of GH18 chitinases. (C) 2015 Federation of European Biochemical Societies. Published by Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.febslet.2015.07.018

  • Crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of the CRISPR-Cas RNA-silencing Cmr complex 査読

    Takuo Osawa, Hideko Inanaga, Tomoyuki Numata

    Acta Crystallographica Section F:Structural Biology Communications   71   735 - 740   2015年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Clustered regularly interspaced short palindromic repeat (CRISPR)-derived RNA (crRNA) and CRISPR-associated (Cas) proteins constitute a prokaryotic adaptive immune system (CRISPR-Cas system) that targets and degrades invading genetic elements. The type III-B CRISPR-Cas Cmr complex, composed of the six Cas proteins (Cmr1-Cmr6) and a crRNA, captures and cleaves RNA complementary to the crRNA guide sequence. Here, a Cmr1-deficient functional Cmr (CmrΔ1) complex composed of Pyrococcus furiosus Cmr2-Cmr3, Archaeoglobus fulgidus Cmr4-Cmr5-Cmr6 and the 39-mer P. furiosus 7.01-crRNA was prepared. The CmrΔ1 complex was cocrystallized with single-stranded DNA (ssDNA) complementary to the crRNA guide by the vapour-diffusion method. The crystals diffracted to 2.1 Å resolution using synchrotron radiation at the Photon Factory. The crystals belonged to the triclinic space group P1, with unit-cell parameters a = 75.5, b = 76.2, c = 139.2 Å, α = 90.3, β = 104.8, γ = 118.6°. The asymmetric unit of the crystals is expected to contain one CmrΔ1-ssDNA complex, with a Matthews coefficient of 2.03 Å&lt
    sup&gt
    3&lt
    /sup&gt
    Da&lt
    sup&gt
    -1&lt
    /sup&gt
    and a solvent content of 39.5%.

    DOI: 10.1107/S2053230X15007104

  • Crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of the CRISPR-Cas RNA-silencing Cmr complex 査読

    Takuo Osawa, Hideko Inanaga, Tomoyuki Numata

    ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION F-STRUCTURAL BIOLOGY COMMUNICATIONS   71 ( Pt 6 )   735 - 740   2015年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Clustered regularly interspaced short palindromic repeat (CRISPR)-derived RNA (crRNA) and CRISPR-associated (Cas) proteins constitute a prokaryotic adaptive immune system (CRISPR-Cas system) that targets and degrades invading genetic elements. The type III-B CRISPR-Cas Cmr complex, composed of the six Cas proteins (Cmr1-Cmr6) and a crRNA, captures and cleaves RNA complementary to the crRNA guide sequence. Here, a Cmr1-deficient functional Cmr (Cmr Delta 1) complex composed of Pyrococcus furiosus Cmr2-Cmr3, Archaeoglobus fulgidus Cmr4-Cmr5-Cmr6 and the 39-mer P. furiosus 7.01-crRNA was prepared. The Cmr Delta 1 complex was cocrystallized with single-stranded DNA (ssDNA) complementary to the crRNA guide by the vapour-diffusion method. The crystals diffracted to 2.1 angstrom resolution using synchrotron radiation at the Photon Factory. The crystals belonged to the triclinic space group P1, with unit-cell parameters a = 75.5, b = 76.2, c = 139.2 angstrom, alpha = 90.3, beta = 104.8, gamma = 118.6 degrees. The asymmetric unit of the crystals is expected to contain one Cmr Delta 1-ssDNA complex, with a Matthews coefficient of 2.03 angstrom(3) Da(-1) and a solvent content of 39.5%.

    DOI: 10.1107/S2053230X15007104

  • Crystal Structure of the CRISPR-Cas RNA Silencing Cmr Complex Bound to a Target Analog 査読

    Takuo Osawa, Hideko Inanaga, Chikara Sato, Tomoyuki Numata

    MOLECULAR CELL   58 ( 3 )   418 - 430   2015年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    In prokaryotes, Clustered regularly interspaced short palindromic repeat (CRISPR)-derived RNAs (crRNAs), together with CRISPR-associated (Cas) proteins, capture and degrade invading genetic materials. In the type III-B CRISPR-Cas system, six Cas proteins (Cmr1-Cmr6) and a crRNA form an RNA silencing Cmr complex. Here we report the 2.1 angstrom crystal structure of the Cmr1-deficient, functional Cmr complex bound to single-stranded DNA, a substrate analog complementary to the crRNA guide. Cmr3 recognizes the crRNA 5' tag and defines the start position of the guide-target duplex, using its idiosyncratic loops. The beta-hairpins of three Cmr4 subunits intercalate within the duplex, causing nucleotide displacements with 6 nt intervals, and thus periodically placing the scissile bonds near the crucial aspartate of Cmr4. The structure reveals the mechanism for specifying the periodic target cleavage sites from the crRNA 5' tag and provides insights into the assembly of the type III interference machineries and the evolution of the Cmr and Cascade complexes.

    DOI: 10.1016/j.molcel.2015.03.018

  • Crystal structures and inhibitor binding properties of plant class V chitinases: the cycad enzyme exhibits unique structural and functional features 査読

    Naoyuki Umemoto, Yuka Kanda, Takayuki Ohnuma, Takuo Osawa, Tomoyuki Numata, Shohei Sakuda, Toki Taira, Tamo Fukamizo

    PLANT JOURNAL   82 ( 1 )   54 - 66   2015年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    A classV (glycoside hydrolase family18) chitinase from the cycad Cycas revoluta (CrChiA) is a plant chitinase that has been reported to possess efficient transglycosylation (TG) activity. We solved the crystal structure of CrChiA, and compared it with those of classV chitinases from Nicotiana tabacum (NtChiV) and Arabidopsis thaliana (AtChiC), which do not efficiently catalyze the TG reaction. All three chitinases had a similar (/)(8) barrel fold with an (+) insertion domain. In the acceptor binding site (+1, +2 and +3) of CrChiA, the Trp168 side chain was found to stack face-to-face with the +3 sugar. However, this interaction was not found in the identical regions of NtChiV and AtChiC. In the DxDxE motif, which is essential for catalysis, the carboxyl group of the middle Asp (Asp117) was always oriented toward the catalytic acid Glu119 in CrChiA, whereas the corresponding Asp in NtChiV and AtChiC was oriented toward the first Asp. These structural features of CrChiA appear to be responsible for the efficient TG activity. When binding of the inhibitor allosamidin was evaluated using isothermal titration calorimetry, the changes in binding free energy of the three chitinases were found to be similar to each other, i.e. between -9.5 and -9.8kcal mol(-1). However, solvation and conformational entropy changes in CrChiA were markedly different from those in NtChiV and AtChiC, but similar to those of chitinaseA from Serratia marcescens (SmChiA), which also exhibits significant TG activity. These results provide insight into the molecular mechanism underlying the TG reaction and the molecular evolution from bacterial chitinases to plant classV chitinases.

    DOI: 10.1111/tpj.12785

  • Mechanisms of the tRNA wobble cytidine modification essential for AUA codon decoding in prokaryotes 査読

    Tomoyuki Numata

    BIOSCIENCE BIOTECHNOLOGY AND BIOCHEMISTRY   79 ( 3 )   347 - 353   2015年3月

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    記述言語:英語  

    Bacteria and archaea have 2-lysylcytidine (L or lysidine) and 2-agmatinylcytidine (agm(2)C or agmatidine), respectively, at the first (wobble) position of the anticodon of the AUA codon-specific tRNA(Ile). These lysine- or agmatine-conjugated cytidine derivatives are crucial for the precise decoding of the genetic code. L is synthesized by tRNA(Ile)-lysidine synthetase (TilS), which uses l-lysine and ATP as substrates. Agm(2)C formation is catalyzed by tRNA(Ile)-agm(2)C synthetase (TiaS), which uses agmatine and ATP for the reaction. Despite the fact that TilS and TiaS synthesize structurally similar cytidine derivatives, these enzymes belong to non-related protein families. Therefore, these enzymes modify the wobble cytidine by distinct catalytic mechanisms, in which TilS activates the C2 carbon of the wobble cytidine by adenylation, while TiaS activates it by phosphorylation. In contrast, TilS and TiaS share similar tRNA recognition mechanisms, in which the enzymes recognize the tRNA acceptor stem to discriminate tRNA(Ile) and tRNA(Met).

    DOI: 10.1080/09168451.2014.975185

  • Crystal Structure of the Csm3-Csm4 Subcomplex in the Type III-A CRISPR-Cas Interference Complex 査読

    Tomoyuki Numata, Hideko Inanaga, Chikara Sato, Takuo Osawa

    JOURNAL OF MOLECULAR BIOLOGY   427 ( 2 )   259 - 273   2015年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Clustered, regularly interspaced, short palindromic repeat (CRISPR) loci play a pivotal role in the prokaryotic host defense system against invading genetic materials. The CRISPR loci are transcribed to produce CRISPR RNAs (crRNAs), which form interference complexes with CRISPR-associated (Cas) proteins to target the invading nucleic acid for degradation. The interference complex of the type III-A CRISPR Cas system is composed of five Cas proteins (Csm1-Csm5) and a crRNA, and targets invading DNA. Here, we show that the Csm1, Csm3, and Csm4 proteins from Methanocaldococcus jannaschii form a stable subcomplex. We also report the crystal structure of the M. jannaschii Csm3 Csm4 subcomplex at 3.1 angstrom resolution. The complex structure revealed the presence of a basic concave surface around their interface, suggesting the RNA and/or DNA binding ability of the complex. A gel retardation analysis showed that the Csm3 Csm4 complex binds single-stranded RNA in a non-sequence-specific manner. Csm4 structurally resembles Cmr3, a component of the type III-B CRISPR-Cas interference complex. Based on bioinformatics, we constructed a model structure of the Csm1 Csm4 Csm3 ternary complex, which provides insights into its role in the Csm interference complex. (C) 2014 Elsevier Ltd. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.jmb.2014.09.029

  • Convergent evolution of AUA decoding in bacteria and archaea 査読

    Tsutomu Suzuki, Tomoyuki Numata

    RNA BIOLOGY   11 ( 12 )   1586 - 1596   2014年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Deciphering AUA codons is a difficult task for organisms, because AUA and AUG specify isoleucine (Ile) and methionine (Met), separately. Each of the other purine-ending sense co-don sets (NNR) specifies a single amino acid in the universal genetic code. In bacteria and archaea, the cytidine derivatives, 2-lysylcytidine (L or lysidine) and 2-agmatinylcytidine (agm(2)C or agmatidine), respectively, are found at the first letter of the anticodon of tRNA(Ile) responsible for AUA codons. These modifications prevent base pairing with G of the third letter of AUG codon, and enable tRNA(Ile) to decipher AUA codon specifically. In addition, these modifications confer a charging ability of tRNA(Ile) with Ile. Despite their similar chemical structures, L and agm(2)C are synthesized by distinctive mechanisms and catalyzed by different classes of enzymes, implying that the analogous decoding systems for AUA codons were established by convergent evolution after the phylogenic split between bacteria and archaea-eukaryotes lineages following divergence from the last universal common ancestor (LUCA).

    DOI: 10.4161/15476286.2014.992281

  • Crystal structure of a "loopless" GH19 chitinase in complex with chitin tetrasaccharide spanning the catalytic center 査読

    Takayuki Ohnuma, Naoyuki Umemoto, Takuya Nagata, Shoko Shinya, Tomoyuki Numata, Toki Taira, Tamo Fukamizo

    BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-PROTEINS AND PROTEOMICS   1844 ( 4 )   793 - 802   2014年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Descriptions: The structure of a GH19 chitinase from the moss Bryum coronatum (BcChi-A) in complex with the substrate was examined by X-ray crystallography and NMR spectroscopy in solution. The X-ray crystal structure of the inactive mutant of BcChi-A (BcChi-A-E61A) liganded with chitin tetramer (GlcNAc)(4) revealed a clear electron density of the tetramer bound to subsites -2, -1, +1, and +2. Individual sugar residues were recognized by several amino acids at these subsites through a number of hydrogen bonds. This is the first crystal structure of GH19 chitinase liganded with oligosaccharide spanning the catalytic center. NMR titration experiments of chitin oligosaccharides into the BcChi-A-E61A solution showed that the binding mode observed in the crystal structure is similar to that in solution. The C-1 carbon of -1 GlcNAc, the O epsilon 1 atom of the catalytic base (Glu70), and the O gamma atom of Ser102 form a "triangle" surrounding the catalytic water, and the arrangement structurally validated the proposed catalytic mechanism of GH19 chitinases. The glycosidic linkage between -1 and +1 sugars was found to be twisted and under strain. This situation may contribute to the reduction of activation energy for hydrolysis. The complex structure revealed a more refined mechanism of the chitinase catalysis. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.bbapap.2014.02.013

  • Crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of an active-site mutant of 'loopless' family GH19 chitinase from Bryum coronatum in a complex with chitotetraose 査読

    Takayuki Ohnuma, Naoyuki Umemoto, Toki Taira, Tamo Fukamizo, Tomoyuki Numata

    ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION F-STRUCTURAL BIOLOGY AND CRYSTALLIZATION COMMUNICATIONS   69 ( Pt 12 )   1360 - 1362   2013年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The catalytic mechanism of family GH19 chitinases is not well understood owing to insufficient information regarding the three-dimensional structures of enzyme-substrate complexes. Here, the crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of a selenomethionine-labelled active-site mutant of 'loopless' family GH19 chitinase from the moss Bryum coronatum in complex with chitotetraose, (GlcNAc) 4, are reported. The crystals were grown using the vapour-diffusion method. They diffracted to 1.58 angstrom resolution using synchrotron radiation at the Photon Factory. The crystals belonged to the monoclinic space group C2, with unit-cell parameters a = 74.5, b = 58.4, c = 48.1 angstrom, beta = 115.6 degrees. The asymmetric unit of the crystals is expected to contain one protein molecule, with a Matthews coefficient of 2.08 angstrom(3) Da(-1) and a solvent content of 41%.

    DOI: 10.1107/S1744309113028935

  • Crystal Structure of the Cmr2-Cmr3 Subcomplex in the CRISPR-Cas RNA Silencing Effector Complex 査読

    Takuo Osawa, Hideko Inanaga, Tomoyuki Numata

    JOURNAL OF MOLECULAR BIOLOGY   425 ( 20 )   3811 - 3823   2013年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Clustered, regularly interspaced, short palindromic repeat (CRISPR) loci found in prokaryotes are transcribed to produce CRISPR RNAs (crRNAs) that, together with CRISPR-associated (Cas) proteins, target and degrade invading genetic materials. Cmr proteins (Cmr1-6) and crRNA form a sequence-specific RNA silencing effector complex. Here, we report the crystal structures of the Pyrococcus furiosus Cmr2-Cmr3 subcomplex bound with nucleotides (3'-AMP or ATP). The association of Cmr2 and Cmr3 forms an idiosyncratic crevasse, which binds the nucleotides. Cmr3 shares structural similarity with Cas6, which cleaves precursor crRNA for maturation, suggesting the divergent evolution of these proteins. Due to the structural resemblance, the properties of the RNA binding surface observed in Cas6 are well conserved in Cmr3, indicating the RNA binding ability of Cmr3. This surface of Cmr3 constitutes the crevasse observed in the Cmr2-Cmr3 complex. Our findings suggest that the Cmr2-Cmr3 complex uses the crevasse to bind crRNA and/or substrate RNA during the reaction. (C) 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.jmb.2013.03.042

  • Complete subsite mapping of a "loopful" GH19 chitinase from rye seeds based on its crystal structure 査読

    Takayuki Ohnuma, Naoyuki Umemoto, Kaori Kondo, Tomoyuki Numata, Tamo Fukamizo

    FEBS LETTERS   587 ( 16 )   2691 - 2697   2013年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Crystallographic analysis of a mutated form of "loopful" GH19 chitinase from rye seeds a double mutant RSC-c, in which Glu67 and Trp72 are mutated to glutamine and alanine, respectively, (RSC-c-E67Q/W72A) in complex with chitin tetrasaccharide (GlcNAc)(4) revealed that the entire substrate-binding cleft was completely occupied with the sugar residues of two (GlcNAc)(4) molecules. One (GlcNAc)(4) molecule bound to subsites -4 to -1, while the other bound to subsites +1 to +4. Comparisons of the main chain conformation between liganded RSC-c-E67Q/W72A and unliganded wild type RSC-c suggested domain motion essential for catalysis. This is the first report on the complete subsite mapping of GH19 chitinase. (C) 2013 Federation of European Biochemical Societies. Published by Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.febslet.2013.07.008

  • Crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of the Cmr2-Cmr3 subcomplex in the CRISPR-Cas RNA-silencing effector complex 査読

    Takuo Osawa, Hideko Inanaga, Tomoyuki Numata

    ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION F-STRUCTURAL BIOLOGY AND CRYSTALLIZATION COMMUNICATIONS   69 ( Pt 5 )   585 - 587   2013年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Clustered, regularly interspaced, short palindromic repeat (CRISPR) loci, found in prokaryotes, are transcribed to produce CRISPR RNAs (crRNAs). The Cmr proteins (Cmr1-6) and crRNA form a ribonucleoprotein complex that degrades target RNAs derived from invading genetic elements. Cmr2dHD, a Cmr2 variant lacking the N-terminal putative HD nuclease domain, and Cmr3 were co-expressed in Escherichia coli cells and co-purified as a complex. The Cmr2dHD-Cmr3 complex was co-crystallized with 3'-AMP by the vapour-diffusion method. The crystals diffracted to 2.6 angstrom resolution using synchrotron radiation at the Photon Factory. The crystals belonged to the orthorhombic space group I222, with unit-cell parameters a = 103.9, b = 136.7, c = 192.0 angstrom. The asymmetric unit of the crystals is expected to contain one Cmr2dHD-Cmr3 complex with a Matthews coefficient of 3.0 angstrom (3) Da(-1) and a solvent content of 59%.

    DOI: 10.1107/S1744309113011202

  • A novel transition-state analogue for lysozyme, 4-O-β-tri-N-acetylchitotriosyl moranoline, provided evidence supporting the covalent glycosyl-enzyme intermediate. 査読

    Ogata M, Umemoto N, Ohnuma T, Numata T, Suzuki A, Usui T, Fukamizo T

    The Journal of biological chemistry   288 ( 9 )   6072 - 6082   2013年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    A novel transition-state analogue for lysozyme, 4-O-β-Tri-N- acetylchitotriosyl moranoline, provided evidence supporting the covalent glycosyl-enzyme intermediate
    4-O-β-Di-N-acetylchitobiosyl moranoline (2) and 4-O-β-tri- Nacetylchitotriosyl moranoline (3) were produced by lysozyme-mediated transglycosylation from the substrates tetra-N-acetylchitotetraose, (GlcNAc)4, and moranoline, and the binding modes of 2 and 3 to hen egg white lysozyme (HEWL) was examined by inhibition kinetics, isothermal titration calorimetry (ITC), and x-ray crystallography. Compounds 2 and 3 specifically bound to HEWL, acting as competitive inhibitors with Ki values of 2.01 × 10-5 and 1.84 × 10-6 M, respectively. From IT Canalysis, the binding of 3 was found to be driven by favorable enthalpy change (ΔHr°), which is similar to those obtained for 2 and (GlcNAc)4. However, the entropy loss (-TΔSr°) for the binding of 3 was smaller than those of 2 and (GlcNAc)4. Thusthe binding of 3 was found to bemorefavorable than those of the others. Judging from the Kd value of 3 (760 nM), the compound appears to have the highest affinity among the lysozyme inhibitors identified to date. X-ray crystal structure of HEWLin a complex with 3 showed that compound 3 binds to subsites -4 to -1 and the moranoline moiety adopts an undistorted 4C1 chair conformation almost overlapping with the -1 sugar covalentlyboundtoAsp-52ofHEWL(Vocadlo, Davies, G. J., Laine, R., and Withers, S. G. (2001) Nature 412, 835-838). From these results, we concluded that compound 3 serves as a transition-state analogue for lysozyme providing additional evidence supporting the covalent glycosyl-enzyme intermediate in the catalytic reaction. © 2013 by The American Society for Biochemistry and Molecular Biology, Inc.

    DOI: 10.1074/jbc.M112.439281

  • Crystal structure and chitin oligosaccharide-binding mode of a loopful' family GH19 chitinase from rye, Secale cereale, seeds 査読

    Takayuki Ohnuma, Tomoyuki Numata, Takuo Osawa, Hideko Inanaga, Yoko Okazaki, Shoko Shinya, Kaori Kondo, Tatsuya Fukuda, Tamo Fukamizo

    FEBS JOURNAL   279 ( 19 )   3639 - 3651   2012年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The substrate-binding mode of a 26-kDa GH19 chitinase from rye, Secale cereale, seeds (RSC-c) was investigated by crystallography, site-directed mutagenesis and NMR spectroscopy. The crystal structure of RSC-c in a complex with an N-acetylglucosamine tetramer, (GlcNAc)4, was successfully solved, and revealed the binding mode of the tetramer to be an aglycon-binding site, subsites +1, +2, +3, and +4. These are the first crystallographic data showing the oligosaccharide-binding mode of a family GH19 chitinase. From HPLC analysis of the enzymatic reaction products, mutation of Trp72 to alanine was found to affect the product distribution obtained from the substrate, p-nitrophenyl penta-N-acetyl-beta-chitopentaoside. Mutational experiments confirmed the crystallographic finding that the Trp72 side chain interacts with the +4 moiety of the bound substrate. To further confirm the crystallographic data, binding experiments were also conducted in solution using NMR spectroscopy. Several signals in the 1H15N HSQC spectrum of the stable isotope-labeled RSC-c were affected upon addition of (GlcNAc)4. Signal assignments revealed that most signals responsive to the addition of (GlcNAc)4 are derived from amino acids located at the surface of the aglycon-binding site. The binding mode deduced from NMR binding experiments in solution was consistent with that from the crystal structure. Database ?The atomic coordinates and structural factors have been deposited in the Protein Data Bank, under the accession codes 4DWX (unliganded form) and 4DYG ((GlcNAc)4 complex). Chitinase, EC 3.2.1.14. Backbone assignment data were deposited in the Biological Magnetic Resonance Data Bank ( http://www.bmrb.wisc.edu/bmrb/) with the code number 11467 Structured digital abstract RSC-c and RSC-c bind by x-ray crystallography (View interaction)

    DOI: 10.1111/j.1742-4658.2012.08723.x

  • Role of Tryptophan Residues in a Class V Chitinase from Nicotiana tabacum 査読

    Naoyuki Umemoto, Takayuki Ohnuma, Henri Urpilainen, Takanori Yamamoto, Tomoyuki Numata, Tamo Fukamizo

    BIOSCIENCE BIOTECHNOLOGY AND BIOCHEMISTRY   76 ( 4 )   778 - 784   2012年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Tryptophan residues located in the substrate-binding cleft of a class V chitinase from Nicotiana tabacum (NtChiV) were mutated to alanine and phenylalanine (W190F, W326F, W190F/W326F, W190A, W326A, and W190A/W326A), and the mutant enzymes were characterized to define the role of the tryptophans. The mutations of Trp326 lowered thermal stability by 5-7 degrees C, while the mutations of Trp190 lowered stability only by 2-4 degrees C. The Trp326 mutations strongly impaired enzymatic activity, while the effects of the Trp190 mutations were moderate. The experimental data were rationalized based on the crystal structure of NtChiV in a complex with (GlcNAc)(4), in which Trp190 is exposed to the solvent and involved in face-to-face stacking interaction with the +2 sugar, while Trp326 is buried inside but interacts with the -2 sugar through hydrophobicity. HPLC analysis of anomers of the enzymatic products suggested that Trp190 specifically recognizes the beta-anomer of the +2 sugar. The strong effects of the Trp326 mutations on activity and stability suggest multiple roles of the residue in stabilizing the protein structure, in sugar residue binding at subsite -2, and probably in maintaining catalytic efficiency by providing a hydrophobic environment for proton donor Glu115.

    DOI: 10.1271/bbb.110914

  • Structural basis of tRNA agmatinylation essential for AUA codon decoding 査読

    Takuo Osawa, Satoshi Kimura, Naohiro Terasaka, Hideko Inanaga, Tsutomu Suzuki, Tomoyuki Numata

    NATURE STRUCTURAL & MOLECULAR BIOLOGY   18 ( 11 )   1275 - U123   2011年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The cytidine at the first position of the anticodon (C34) in the AUA codon-specific archaeal tRNA(Ile2) is modified to 2-agmatinylcytidine (agm(2)C or agmatidine), an agmatine-conjugated cytidine derivative, which is crucial for the precise decoding of the genetic code. Agm(2)C is synthesized by tRNA(Ile)-agm(2)C synthetase (TiaS) in an ATP-dependent manner. Here we present the crystal structures of the Archaeoglobus fulgidus TiaS-tRNA(Ile2) complexed with ATP, or with AMPCPP and agmatine, revealing a previously unknown kinase module required for activating C34 by phosphorylation, and showing the molecular mechanism by which TiaS discriminates between tRNA(Ile2) and tRNA(Met). In the TiaS-tRNA(Ile2)-ATP complex, C34 is trapped within a pocket far away from the ATP-binding site. In the agmatine-containing crystals, C34 is located near the AMPCPP gamma-phosphate in the kinase module, demonstrating that agmatine is essential for placing C34 in the active site. These observations also provide the structural dynamics for agm(2)C formation.

    DOI: 10.1038/nsmb.2144

  • Biogenesis of 2-agmatinylcytidine catalyzed by the dual protein and RNA kinase TiaS 査読

    Naohiro Terasaka, Satoshi Kimura, Takuo Osawa, Tomoyuki Numata, Tsutomu Suzuki

    NATURE STRUCTURAL & MOLECULAR BIOLOGY   18 ( 11 )   1268 - U116   2011年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The archaeal AUA-codon specific tRNA(Ile) contains 2-agmatinylcytidine (agm(2)C or agmatidine) at the anticodon wobble position (position 34). The formation of this essential modification is catalyzed by tRNA(Ile)-agm(2)C synthetase (TiaS) using agmatine and ATP as substrates. TiaS has a previously unknown catalytic domain, which we have named the Thr18-Cyt34 kinase domain (TCKD). Biochemical analyses of Archaeoglobus fulgidus TiaS and its mutants revealed that the TCKD first hydrolyzes ATP into AMP and pyrophosphate, then phosphorylates the C2 position of C34 with the gamma-phosphate. Next, the amino group of agmatine attacks this position to release the phosphate and form agm(2)C. Notably, the TCKD also autophosphorylates the Thr18 of TiaS, which may be involved in agm(2)C formation. Thus, the unique kinase domain of TiaS catalyzes dual phosphorylation of protein and RNA substrates.

    DOI: 10.1038/nsmb.2121

  • Crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of an archaeal tRNA-modification enzyme, TiaS, complexed with tRNA(Ile2) and ATP 査読

    Takuo Osawa, Hideko Inanaga, Satoshi Kimura, Naohiro Terasaka, Tsutomu Suzuki, Tomoyuki Numata

    ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION F-STRUCTURAL BIOLOGY AND CRYSTALLIZATION COMMUNICATIONS   67 ( Pt 11 )   1414 - 1416   2011年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The cytidine at the first anticodon position of archaeal tRNA(Ile2), which decodes the isoleucine AUA codon, is modified to 2-agmatinylcytidine (agm(2)C) to guarantee the fidelity of protein biosynthesis. This post-transcriptional modification is catalyzed by tRNA(Ile)-agm(2)C synthetase (TiaS) using ATP and agmatine as substrates. Archaeoglobus fulgidus TiaS was overexpressed in Escherichia coli cells and purified. tRNA(Ile2) was prepared by in vitro transcription with T7 RNA polymerase. TiaS was cocrystallized with both tRNA(Ile2) and ATP by the vapour-diffusion method. The crystals of the TiaS-tRNA(Ile2)-ATP complex diffracted to 2.9 angstrom resolution using synchrotron radiation at the Photon Factory. The crystals belonged to the primitive hexagonal space group P3(2)21, with unit-cell parameters a = b = 131.1, c = 86.6 angstrom. The asymmetric unit is expected to contain one TiaS-tRNA(Ile2)-ATP complex, with a Matthews coefficient of 2.8 angstrom(3) Da(-1) and a solvent content of 61%.

    DOI: 10.1107/S1744309111034890

  • A class V chitinase from Arabidopsis thaliana: gene responses, enzymatic properties, and crystallographic analysis 査読

    Takayuki Ohnuma, Tomoyuki Numata, Takuo Osawa, Mamiko Mizuhara, Outi Lampela, Andre H. Juffer, Karen Skriver, Tamo Fukamizo

    PLANTA   234 ( 1 )   123 - 137   2011年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Expression of a class V chitinase gene (At4g19810, AtChiC) in Arabidopsis thaliana was examined by quantitative real-time PCR and by analyzing microarray data available at Genevestigator. The gene expression was induced by the plant stress-related hormones abscisic acid (ABA) and jasmonic acid (JA) and by the stress resulting from the elicitor flagellin, NaCl, and osmosis. The recombinant AtChiC protein was produced in E. coli, purified, and characterized with respect to the structure and function. The recombinant AtChiC hydrolyzed N-acetylglucosamine oligomers producing dimers from the non-reducing end of the substrates. The crystal structure of AtChiC was determined by the molecular replacement method at 2.0 resolution. AtChiC was found to adopt an (beta/alpha)(8) fold with a small insertion domain composed of an alpha-helix and a five-stranded beta-sheet. From docking simulation of AtChiC with pentameric substrate, the amino acid residues responsible for substrate binding were found to be well conserved when compared with those of the class V chitinase from Nicotiana tabacum (NtChiV). All of the structural and functional properties of AtChiC are quite similar to those obtained for NtChiV, and seem to be common to class V chitinases from higher plants.

    DOI: 10.1007/s00425-011-1390-3

  • Mechanism for the Alteration of the Substrate Specificities of Template-Independent RNA Polymerases 査読

    Yukimatsu Toh, Daijiro Takeshita, Takashi Nagaike, Tomoyuki Numata, Kozo Tomita

    STRUCTURE   19 ( 2 )   232 - 243   2011年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    PolyA polymerase (PAP) adds a polyA tail onto the 3'-end of RNAs without a nucleic acid template, using adenosine-5'-triphosphate (ATP) as a substrate. The mechanism for the substrate selection by eubacterial PAP remains obscure. Structural and biochemical studies of Escherichia coli PAP (EcPAP) revealed that the shape and size of the nucleobase-interacting pocket of EcPAP are maintained by an intra-molecular hydrogen-network, making it suitable for the accommodation of only ATP, using a single amino acid, Arg(197). The pocket structure is sustained by interactions between the catalytic domain and the RNA-binding domain. EcPAP has a flexible basic C-terminal region that contributes to optimal RNA translocation for processive adenosine 5'-monophosphate (AMP) incorporations onto the 3'-end of RNAs. A comparison of the EcPAP structure with those of other template-independent RNA polymerases suggests that structural changes of domain(s) outside the conserved catalytic core domain altered the substrate specificities of the template-independent RNA polymerases.

    DOI: 10.1016/j.str.2010.12.006

  • Crystal structure and mode of action of a class V chitinase from Nicotiana tabacum 査読

    Takayuki Ohnuma, Tomoyuki Numata, Takuo Osawa, Mamiko Mizuhara, Kjell M. Varum, Tamo Fukamizo

    PLANT MOLECULAR BIOLOGY   75 ( 3 )   291 - 304   2011年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    A class V chitinase from Nicotiana tabacum (NtChiV) with amino acid sequence similar to that of Serratia marcescens chitinase B (SmChiB) was expressed in E. coli and purified to homogeneity. When N-acetylglucosamine oligosaccharides [(NAG)(n)] were hydrolyzed by the purified NtChiV, the second glycosidic linkage from the non-reducing end was predominantly hydrolyzed in a manner similar to that of SmChiB. NtChiV was shown to hydrolyze partially N-acetylated chitosan non-processively, whereas SmChiB hydrolyzes the same substrate processively. The crystal structure of NtChiV was determined by the single-wavelength anomalous dispersion method at 1.2 resolution. The protein adopts a classical (beta/alpha)(8)-barrel fold (residues 1-233 and 303-348) with an insertion of a small (alpha + beta) domain (residues 234-302). This is the first crystal structure of a plant class V chitinase. The crystal structure of the inactive mutant NtChiV E115Q complexed with (NAG)(4) was also solved and exhibited a linear conformation of the bound oligosaccharide occupying -2, +1, +2, and +3 subsites. The complex structure corresponds to an initial state of (NAG)(4) binding, which is proposed to be converted into a bent conformation through sliding of the +1, +2, and +3 sugar units to -1, +1, and +2 subsites. Although NtChiV is similar to SmChiB, the chitin-binding domain is present in the C-terminus of the latter, but not in the former. Aromatic amino acid residues found in the substrate binding cleft of SmChiB, including Trp97, are substituted with aliphatic residues in NtChiV. These structural differences appear to be responsible for NtChiV being a non-processive enzyme.

    DOI: 10.1007/s11103-010-9727-z

  • Crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of a class V chitinase from Nicotiana tabacum 査読

    Takayuki Ohnuma, Takuo Osawa, Tamo Fukamizo, Tomoyuki Numata

    ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION F-STRUCTURAL BIOLOGY AND CRYSTALLIZATION COMMUNICATIONS   66 ( Pt 12 )   1599 - 1601   2010年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The plant chitinases, which have been implicated in self-defence against pathogens, are divided into at least five classes (classes I, II, III, IV and V). Although the crystal structures of several plant chitinases have been solved, no crystal structure of a class V chitinase has been reported to date. Here, the crystallization of Nicotiana tabacum class V chitinase (NtChiV) using the vapour-diffusion method is reported. The NtChiV crystals diffracted to 1.2 A resolution using synchrotron radiation at the Photon Factory. The crystals belonged to the orthorhombic space group P2(1)2(1)2, with unit-cell parameters a = 62.4, b = 120.3, c = 51.9 A. The asymmetric unit of the crystals is expected to contain one molecule.

    DOI: 10.1107/S1744309110039060

  • Agmatine-conjugated cytidine in a tRNA anticodon is essential for AUA decoding in archaea 査読

    Yoshiho Ikeuchi, Satoshi Kimura, Tomoyuki Numata, Daigo Nakamura, Takashi Yokogawa, Toshihiko Ogata, Takeshi Wada, Takeo Suzuki, Tsutomu Suzuki

    NATURE CHEMICAL BIOLOGY   6 ( 4 )   277 - 282   2010年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    A modified base at the first (wobble) position of some tRNA anticodons is critical for deciphering the genetic code. In eukaryotes and eubacteria, AUA codons are decoded by tRNAs(Ile) with modified bases pseudouridine (and/or inosine) and lysidine, respectively. The mechanism by which archaeal species translate AUA codons is unclear. We describe a polyamine-conjugated modified base, 2-agmatinylcytidine (agm(2)C or agmatidine), at the wobble position of archaeal tRNA(Ile) that decodes AUA codons specifically. We demonstrate that archaeal cells use agmatine to synthesize agm(2)C of tRNA(Ile). We also identified a new enzyme, tRNA(Ile)-agm(2)C synthetase (TiaS), that catalyzes agm(2)C formation in the presence of agmatine and ATP. Although agm2C is chemically similar to lysidine, TiaS constitutes a distinct class of enzyme from tRNA(Ile)-lysidine synthetase (TilS), suggesting that the decoding systems evolved convergently across domains.

    DOI: 10.1038/NCHEMBIO.323

  • Mechanism for the definition of elongation and termination by the class II CCA-adding enzyme 査読

    Yukimatsu Toh, Daijiro Takeshita, Tomoyuki Numata, Shuya Fukai, Osamu Nureki, Kozo Tomita

    EMBO JOURNAL   28 ( 21 )   3353 - 3365   2009年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The CCA-adding enzyme synthesizes the CCA sequence at the 3' end of tRNA without a nucleic acid template. The crystal structures of class II Thermotoga maritima CCA-adding enzyme and its complexes with CTP or ATP were determined. The structure-based replacement of both the catalytic heads and nucleobase-interacting neck domains of the phylogenetically closely related Aquifex aeolicus A-adding enzyme by the corresponding domains of the T. maritima CCA-adding enzyme allowed the A-adding enzyme to add CCA in vivo and in vitro. However, the replacement of only the catalytic head domain did not allow the A-adding enzyme to add CCA, and the enzyme exhibited (A, C)-adding activity. We identified the region in the neck domain that prevents (A, C)-adding activity and defines the number of nucleotide incorporations and the specificity for correct CCA addition. We also identified the region in the head domain that defines the terminal A addition after CC addition. The results collectively suggest that, in the class II CCA-adding enzyme, the head and neck domains collaboratively and dynamically define the number of nucleotide additions and the specificity of nucleotide selection. The EMBO Journal (2009) 28, 3353-3365. doi: 10.1038/emboj.2009.260; Published online 10 September 2009

    DOI: 10.1038/emboj.2009.260

  • Conserved Cysteine Residues of GidA Are Essential for Biogenesis of 5-Carboxymethylaminomethyluridine at tRNA Anticodon 査読

    Takuo Osawa, Koichi Ito, Hideko Inanaga, Osamu Nureki, Kozo Tomita, Tomoyuki Numata

    STRUCTURE   17 ( 5 )   713 - 724   2009年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The 5-carboxymethylaminomethyl modification of uridine (cmnm(5)U) at the anticodon first position occurs in tRNAs that read split codon boxes ending with purine. This modification is crucial for correct translation, by restricting codon-anticodon wobbling. Two conserved enzymes, GidA and MnmE, participate in the cmnm(5)U modification process. Here we determined the crystal structure of Aquifex aeolicus GidA at 2.3 angstrom resolution. The structure revealed the tight interaction of GidA with FAD. Structure-based mutation analyses allowed us to identify two conserved Cys residues in the vicinity of the FAD-binding site that are essential for the cmnm(5)U modification in vivo. Together with mutational analysis of MnmE, we propose a mechanism for the cmnm(5)U modification process where GidA, but not MnmE, attacks the C6 atom of uridine by a mechanism analogous to that of thymidylate synthase. We also present a tRNA-docking model that provides structural insights into the tRNA recognition mechanism for efficient modification.

    DOI: 10.1016/j.str.2009.03.013

  • Crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of the tRNA-modification enzyme GidA from Aquifex aeolicus 査読

    Takuo Osawa, Hideko Inanaga, Tomoyuki Numata

    ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION F-STRUCTURAL BIOLOGY AND CRYSTALLIZATION COMMUNICATIONS   65 ( Pt 5 )   508 - 511   2009年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The 5-carboxymethylaminomethyl modification of uridine at the first position of the tRNA anticodon is crucial for accurate protein synthesis by stabilizing the correct codon-anticodon pairing on the ribosome. Two conserved enzymes, GidA and MnmE, are involved in this modification process. Aquifex aeolicus GidA was crystallized in two different crystal forms: forms I and II. These crystals diffracted to 3.2 and 2.3 angstrom resolution, respectively, using synchrotron radiation at the Photon Factory. These crystals belonged to space groups I2(1)2(1)2(1) and P2(1) with unit-cell parameters a = 101.6, b = 213.3, c = 231.7 angstrom and a = 119.4, b = 98.0, c = 129.6 angstrom, beta = 90.002 degrees, respectively. The asymmetric units of these crystals are expected to contain two and four molecules, respectively.

    DOI: 10.1107/S1744309109013591

  • Molecular basis for maintenance of fidelity during the CCA-adding reaction by a CCA-adding enzyme 査読

    Yukimatsu Toh, Tomoyuki Numata, Kazunori Watanabe, Daijiro Takeshita, Osamu Nureki, Kozo Tomita

    EMBO JOURNAL   27 ( 14 )   1944 - 1952   2008年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    CCA-adding enzyme builds the 3'-end CCA of tRNA without a nucleic acid template. The mechanism for the maintenance of fidelity during the CCA-adding reaction remains elusive. Here, we present almost a dozen complex structures of the class I CCA-adding enzyme and tRNA mini-helices (mini-D(73)N(74), mini-D(73)N(74)C(75) and mini-D(73)C(74)N(75); D(73) is a discriminator nucleotide and N is either A, G, or U). The mini-D(73)N(74) complexes adopt catalytically inactive open forms, and CTP shifts the enzymes to the active closed forms and allows N(74) to flip for CMP incorporation. In contrast, unlike the catalytically active closed form of the mini-D(73)C(74)C(75) complex, the mini-D(73)N(74)C(75) and mini-D(73)C(74)N(75) complexes adopt inactive open forms. Only the mini-D(73)C(74)U(75) accepts AMP to a similar extent as mini-D(73)C(74)C(75), and ATP shifts the enzyme to a closed, active form and allows U(75) to flip for AMP incorporation. These findings suggest that the 3'-region of RNA is proofread, after two nucleotide additions, in the closed, active form of the complex at the AMP incorporation stage. This proofreading is a prerequisite for the maintenance of fidelity for complete CCA synthesis.

    DOI: 10.1038/emboj.2008.124

  • Snapshots of tRNA sulphuration via an adenylated intermediate 査読

    Tomoyuki Numata, Yoshiho Ikeuchi, Shuya Fukai, Tsutomu Suzuki, Osamu Nureki

    NATURE   442 ( 7101 )   419 - 424   2006年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/nature04896

  • Structural basis of RNA-dependent recruitment of glutamine to the genetic code 査読

    H Oshikane, K Sheppard, S Fukai, Y Nakamura, R Ishitani, T Numata, RL Sherrer, L Feng, E Schmitt, M Panvert, S Blanquet, Y Mechulam, D Soll, O Nureki

    SCIENCE   312 ( 5782 )   1950 - 1954   2006年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Glutaminyl-transfer RNA (Gln-tRNA(Gln)) in archaea is synthesized in a pretranslational amidation of misacylated Glu-tRNA(Gln) by the heterodimeric Glu-tRNA(Gln) amidotransferase GatDE. Here we report the crystal structure of the Methanothermobacter thermautotrophicus GatDE complexed to tRNA(Gln) at 3.15 angstroms resolution. Biochemical analysis of GatDE and of tRNAGln mutants characterized the catalytic centers for the enzyme's three reactions (glutaminase, kinase, and amidotransferase activity). A 40 angstrom-long channel for ammonia transport connects the active sites in GatD and GatE. tRNA(Gln) recognition by indirect readout based on shape complementarity of the D loop suggests an early anticodon-independent RNA-based mechanism for adding glutamine to the genetic code.

    DOI: 10.1126/science.1128470

  • A fifth protein subunit Ph1496p elevates the optimum temperature for the ribonuclease P activity from Pyrococcus horikoshii OT3 査読

    H Fukuhara, M Kifusa, M Watanabe, A Terada, T Honda, T Numata, Y Kakuta, M Kimura

    BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS   343 ( 3 )   956 - 964   2006年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Ribonuclease P (RNase P) is a ribonucleoprotein complex involved in the processing of the 5' leader sequence of precursor tRNA. We previously found that the reconstituted particle (RP) composed of RNase P RNA and four proteins (Ph1481p, Ph1601p, Ph1771p, and Ph1877p) in the hyperthermophilic archaeon Pyrococcus horikoshii OT3 exhibited the RNase P activity, but had a lower optimal temperature (around at 55 degrees C), as compared with 70 degrees C of the authentic RNase P from P. horikoshii [Kouzuma et A., Biochem. Biophys. Res. Commun. 306 (2003) 666-673]. In the present study, we found that addition of a fifth protein Ph1496p, a putative ribosomal protein L7Ae, to RP specifically elevated the optimum temperature to about 70 degrees C comparable to that of the authentic RNase P. Characterization using get shift assay and chemical probing localized Ph1496p binding sites on two stem-loop structures encompassing nuclecitides A116-G201 and G229-C276 in P. horikoshii RNase P RNA. Moreover, the crystal structure of Ph1496p was determined at 2.0 angstrom resolution by the molecular replacement method using ribosomal protein L7Ae from Haloarcula marismortui as a search model. Ph1496p comprises five of.-helices and a four stranded beta-shect. The beta-sheet is sandwiched by three helices (alpha 1, alpha 4, and alpha 5) at one side and two helices (alpha 2 and alpha 3) at other side. The archaeal ribosomal protein L7Ae is known to be a triple functional protein, serving as a protein component in ribosome and ribonucleoprotein complexes, box C/D, and box H/ACA. Although we have at present no direct evidence that Ph1496p is a real protein component in the P. horikoshii RNase P, the present result may assign an RNase P protein to L7Ae as a fourth function. (c) 2006 Elsevier Inc. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.bbrc.2006.02.192

  • Purification, crystallization and preliminary X-ray diffraction of SecDF, a translocon-associated membrane protein, from Thermus thermophilus 査読

    T Tsukazaki, H Mori, S Fukai, T Numata, A Perederina, H Adachi, H Matsumura, K Takano, S Murakami, T Inoue, Y Mori, T Sasaki, DG Vassylyev, O Nureki, K Ito

    ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION F-STRUCTURAL BIOLOGY AND CRYSTALLIZATION COMMUNICATIONS   62 ( Pt 4 )   376 - 380   2006年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Thermus thermophilus has a multi-path membrane protein, TSecDF, as a single-chain homologue of Escherichia coli SecD and SecF, which form a translocon-associated complex required for efficient preprotein translocation and membrane-protein integration. Here, the cloning, expression in E. coli, purification and crystallization of TSecDF are reported. Overproduced TSecDF was solubilized with dodecylmaltoside, chromatographically purified and crystallized by vapour diffusion in the presence of polyethylene glycol. The crystals yielded a maximum resolution of 4.2 angstrom upon X-ray irradiation, revealing that they belonged to space group P4(3)2(1)2. Attempts were made to improve the diffraction quality of the crystals by combinations of micro-stirring, laser-light irradiation and dehydration, which led to the eventual collection of complete data sets at 3.74 angstrom resolution and preliminary success in the single-wavelength anomalous dispersion analysis. These results provide information that is essential for the determination of the three-dimensional structure of this important membrane component of the protein-translocation machinery.

    DOI: 10.1107/S1744309106007779

  • Crystallization and preliminary X-ray analysis of the tRNA thiolation enzyme MnmA from Escherichia coli complexed with tRNA(Glu) 査読

    T Numata, Y Ikeuchi, S Fukai, H Adachi, H Matsumura, K Takano, S Murakami, T Inoue, Y Mori, T Sasaki, T Suzuki, O Nureki

    ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION F-STRUCTURAL BIOLOGY AND CRYSTALLIZATION COMMUNICATIONS   62 ( Pt 4 )   368 - 371   2006年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    MnmA catalyzes a sulfuration reaction to synthesize 2-thiouridine at the wobble positions of tRNA(Glu), tRNA(Gln) and tRNA(Lys) in Escherichia coli. The binary complex of MnmA and tRNA(Glu) was crystallized in two different crystal forms: forms I and II. Cocrystallization of MnmA - tRNA(Glu) with ATP yielded form III crystals. The three crystal forms diffracted to 3.1, 3.4 and 3.4 angstrom resolution, respectively, using synchrotron radiation at SPring-8. These crystals belong to space groups C2, I2(1)2(1)2(1) and C2, with unit-cell parameters a = 225.4, b = 175.8, c = 53.0 angstrom, beta = 101.6 degrees, a = 101.5, b = 108.0, c = 211.2 angstrom and a = 238.1, b = 102.1, c = 108.2 angstrom, beta = 117.0 degrees, respectively. The asymmetric units of these crystals are expected to contain two, one and two MnmA - tRNA(Glu) complexes, respectively.

    DOI: 10.1107/S174430910600738X

  • Structural basis for sulfur relay to RNA mediated by heterohexameric TusBCD complex 査読

    T Numata, S Fukai, Y Ikeuchi, T Suzuki, O Nureki

    STRUCTURE   14 ( 2 )   357 - 366   2006年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Uridine at wobble position 34 of tRNA(Lys), tRNA(Glu), and tRNA Gin is exclusively modified into 2-thiouridine (s(2)U), which is crucial for both precise codon recognition and recognition by the cognate aminoacyl-tRNA synthetases. Recent Escherichia coli genetic studies revealed that the products of five novel genes, tusABCDE, function in the (SU)-U-2 modification. Here, we solved the 2.15 angstrom crystal structure of the E. coli TusBCD complex, a sulfur transfer mediator, forming a heterohexamer composed of a dimer of the hetero-trimer. Structure-based sequence alignment suggested two putative active site Cys residues, Cys79 (in TusC) and Cys78 (in TusD), which are exposed on the hexameric complex. In vivo mutant analyses revealed that only Cys78, in the TusD subunit, participates in sulfur transfer during the s(2)U modification process. Since the single Cys acts as a catalytic residue, we proposed that TusBCD mediates sulfur relay via a putative persulfide state of the TusD subunit.

    DOI: 10.1016/j.str.2005.11.009

  • Crystal structure of a ribonuclease P protein Ph1601p from Pyrococcus horikoshii OT3: An archaeal homologue of human nuclear ribonuclease P protein Rpp21 査読

    Y Kakuta, Ishimatsu, I, T Numata, K Kimura, M Yao, Tanaka, I, M Kimura

    BIOCHEMISTRY   44 ( 36 )   12086 - 12093   2005年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Ribonuclease P (RNase P) is a ribonucleoprotein complex involved in the removal of 5' leader sequences from tRNA precursors (pre-tRNA). The human protein Rpp21 is essential for human RNase P activity in tRNA processing in vitro. The crystal structure of Ph1601p from the hyperthermophilic archaeon Pyrococcus horikoshii OT3, the archaeal homologue of Rpp21, was determined using the multiple anomalous dispersion (MAD) method with the aid of anomalous scattering in zinc and selenium at 1.6 angstrom resolution. Ph1601p comprises an N-terminal domain (residues 1-55), a central linker domain (residues 56-79), and a C-terminal domain (residues 80-120), forming an L-shaped structure. The N-terminal domain consists of two long alpha-helices, while the central and C-terminal domains fold in a zinc ribbon domain. The electrostatic potential representation indicates the presence of positively charged clusters along the L arms, suggesting a possible role in RNA binding. A single zinc ion binds the well-ordered binding site that consists of four Cys residues (Cys68, Cys71, Cys97, and Cys100) and appears to stabilize the relative positions of the N- and C-domains. Mutations of Cys68 and Cys71 or Cys97 and Cys100 to Ser destabilize the protein structure, which results in inactivation of the RNase P activity. In addition, site-directed mutagenesis suggests that Lys69 at the central loop and Arg86 and Arg105 at the zinc ribbon domain are strongly involved in the functional activity, while Arg22, Tyr-44, Arg65, and Arg84 play a modest role in the activity.

    DOI: 10.1021/bi050738z

  • Crystal structure of archaeal ribonuclease P protein Ph1771 p from Pyrococcus horikoshii OT3: An archaeal homolog of eukaryotic ribonuclease P protein Rpp29 査読

    T Numata, Ishimatsu, I, Y Kakuta, Tanaka, I, M Kimura

    RNA-A PUBLICATION OF THE RNA SOCIETY   10 ( 9 )   1423 - 1432   2004年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Ribonuclease P (RNase P) is the endonuclease responsible for the removal of 5' leader sequences from tRNA precursors. The crystal structure of an archaeal RNase P protein, Ph1771p (residues 36-127) from hyperthermophilic archaeon Pyrococcus horikoshii OT3 was determined at 2.0 Angstrom resolution by X-ray crystallography. The structure is composed of four helices (alpha1-alpha4) and a six-stranded antiparallel beta-sheet (beta1-beta6) with a protruding beta-strand (beta7) at the C-terminal region. The strand beta7 forms an antiparallel beta-sheet by interacting with strand beta4 in a symmetry-related molecule, suggesting that strands beta4 and beta7 could be involved in protein-protein interactions with other RNase P proteins. Structural comparison showed that the beta-barrel structure of Ph1771p has a topological resemblance to those of Staphylococcus aureus translational regulator Hfq and Haloarcula marismortui ribosomal protein L21E, suggesting that these RNA binding proteins have a common ancestor and then diverged to specifically bind to their cognate RNAs. The structure analysis as well as structural comparison suggested two possible RNA binding sites in Ph1771p, one being a concave surface formed by terminal alpha-helices (alpha1-alpha4) and beta-strand beta6, where positively charged residues are clustered. A second possible RNA binding site is at a loop region connecting strands beta2 and beta3, where conserved hydrophilic residues are exposed to the solvent and interact specifically with sulfate ion. These two potential sites for RNA binding are located in close proximity. The crystal structure of Ph1771p provides insight into the structure and function relationships of archaeal and eukaryotic RNase P.

    DOI: 10.1261/rna.7560904

  • Amino acids conserved at the C-terminal half of the ribonuclease T2 family contribute to protein stability of the enzymes 査読

    K Kimura, T Numata, Y Kakuta, M Kimura

    BIOSCIENCE BIOTECHNOLOGY AND BIOCHEMISTRY   68 ( 8 )   1748 - 1757   2004年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The ribonuclease MC1 (RNase MC1) from the seeds of the bitter gourd belongs to the RNase T2 family. We evaluated the contribution of 11 amino acids conserved in the RNase T2 family to protein folding of RNase MC1. Thermal unfolding experiments showed that substitution of Tyr(101), Phe(102), Ala(105), and Phe(190) resulted in a significant decrease in themostability; the T-m values were 47-58degreesC compared to that for the wild type (64degreesC). Mutations of Pro(125), Gly(127), Gly(144), and Val(165) caused a moderate decrease in thermostability (T-m: 60-62degreesC). In contrast, mutations of Asp(107) and Gly(173) did little effect on thermostability. The contribution of Tyr(101), Phe(102), Pro(125), and Gly(127) to protein stability was further corroborated by means of Gdn-HCl unfolding and protease digestions. Taken together, it appeared that Tyr101, Phe102, Ala 105, Pro125, Gly127, Gly(144), Leu(162), Val(161), and Phe(190) conserved in the RNase T2 family play an important role in the stability of the proteins.

    DOI: 10.1271/bbb.68.1748

  • Crystal structure of the ribonuclease P protein Ph1877p from hyperthermophilic archaeon Pyrococcus horikoshii OT3 査読

    H Takagi, M Watanabe, Y Kakuta, R Kamachi, T Numata, Tanaka, I, M Kimura

    BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS   319 ( 3 )   787 - 794   2004年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Ribonuclease P (RNase P) is a ribonucleoprotein complex involved in the processing of pre-tRNA. Protein Ph1877p is one of essential components of the hyperthermophilic archaeon Pyrococcus horikoshii OT3 RNase P [Biochem. Biophys. Res. Commun. 306 (2003) 666]. The crystal structure of Ph1877p was determined at 1.8 Angstrom by X-ray crystallography and refined to a crystallographic R factor of 22.96% (R-free of 26.77%). Ph1877p forms a TIM barrel structure, consisting of ten alpha-helices and seven beta-strands, and has the closest similarity to the TIM barrel domain of Escherichia coli cytosine deaminase with a root-mean square deviation of 3.0 Angstrom. The protein Ph1877p forms an oblate ellipsoid, approximate dimensions being 45 Angstrom x 43 Angstrom x 39 Angstrom, and the electrostatic representation indicated the presence of several clusters of positively charged amino acids present on the molecular surface. We made use of site-directed mutagenesis to assess the role of twelve charged amino acids, Lys42, Arg68, Arg87, Arg90, Asp98, Arg107, His114, Lys123, Lys158, Arg176, Asp180, and Lys196 related to the RNase P activity. Individual mutations of Arg90, Arg107, Lys123, Arg176, and Lys196 by Ala resulted in reconstituted particles with reduced enzymatic activities (32-48%) as compared with that reconstituted RNase P by wild-type Ph1877p. The results presented here provide an initial step for definite understanding of how archaeal and eukaryotic RNase Ps mediate substrate recognition and process 5'-leader sequence of pre-tRNA. (C) 2004 Elsevier Inc. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.bbrc.2004.05.055

  • Reconstitution of archaeal ribonuclease P from RNA and four protein components 査読

    Y Kouzuma, M Mizoguchi, H Takagi, H Fukuhara, M Tsukamoto, T Numata, M Kimura

    BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS   306 ( 3 )   666 - 673   2003年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Ribonuclease P (RNase P) is an endonuclease responsible for generating the 5' end of matured tRNA molecules. A homology search of the hyperthermophilic archaeon Pyrococcus horikoshii OT3 genome database revealed that the four genes, PH1481, PH1601, PH1771, and PH1877, have a significant homology to those encoding RNase P protein subunits, hpop5, Rpp21, Rpp29, and Rpp30, of human, respectively. These genes were expressed in Escherichia coli cells, and the resulting proteins Ph1481p, Ph1601p, Ph1771p, and Ph1877p were purified to apparent homogeneity in a set of column chromatographies. The four proteins were characterized in terms of their capability to bind the cognate RNase P RNA from P. horikoshii. All four proteins exhibited the binding activity to the RNase P RNA. In vitro reconstitution of four putative RNase P proteins with the in vitro transcripted P. horikoshii RNase P RNA revealed that three proteins Ph1481p, Ph1601p, and Ph1771p, and RNase P RNA are minimal components for the RNase P activity. However, addition of the fourth protein Ph1877p strongly stimulated enzymatic activity, indicating that all four proteins and RNase P RNA are essential for optimal RNase P activity. The present data will pave the way for the elucidation of the reaction mechanism for archaeal as well as eukaryotic RNase P. (C) 2003 Elsevier Science (USA). All rights reserved.

    DOI: 10.1016/S0006-291X(03)01034-9

  • Crystal structures of the ribonuclease MC1 mutants N71T and N71S in complex with 5 '-GMP: Structural basis for alterations in substrate specificity 査読

    T Numata, A Suzuki, Y Kakuta, K Kimura, M Yao, Tanaka, I, Y Yoshida, T Ueda, M Kimura

    BIOCHEMISTRY   42 ( 18 )   5270 - 5278   2003年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Ribonuclease MC1 (RNase MC1), isolated from bitter gourd seeds, is a uridine specific RNase belonging to the RNase T2 family. Mutations of Asn71 in RNase MC1 to the amino acids Thr (N71T) and Ser (N71S) in guanosine preferential RNases altered the substrate specificity from uridine specific to guanosine specific, as shown by the transphosphorylation of diribonucleoside monophosphates [Numata, T., et al. (2001) Biochemistry 40, 524-530]. To elucidate the structural basis for the alteration of substrate specificity, crystal structures of the RNase MC1 mutants N71T and N71S, free or complexed with 5'GMP, were determined at resolutions higher than 2 A. In the N71T-5'-GMP and N71S-5'-GMP complexes, the guanine moiety was, as in the case of the uracil moiety bound to wild-type RNase MC1, firmly stabilized in the B2 site by an extensive network of hydrogen bonds and hydrophobic interactions. Structure comparisons showed that mutations of Asn71 to Thr or Ser cause an enlargement of the B2 site, which then make it feasible to insert a guanine base into the B2 site of mutants N71T and N71S. This binding further allows for hydrogen bonding interaction of the side chain hydroxyl groups of Thr71 or Ser71 with the N7 atom of the guanine base. The mode of guanine binding of mutants N71T and N71S was found to be essentially identical to that of a guanosine preferential RNase NW from Nicotiana glutinosa. In particular, hydrogen bonds between the N7 atom of the guanine base and the hydroxyl groups of the amino acids at position 71 (RNase MC 1 numbering) were completely conserved in three guanosine preferential enzymes, thereby indicating that the hydrogen bond may play an essential role in guanine binding in guanosine preferential RNases in the RNase T2 family. Consequently, it can be concluded that amino acids at position 71 (RNase MC1 numbering) serve as one of the determinants for substrate specificity (or preference) in the RNase T2 finely by changing the size and shape of the B2 site.

    DOI: 10.1021/bi034103g

  • Contribution of Gln9 and Phe80 to substrate binding in ribonuclease MC1 from bitter gourd seeds 査読

    T Numata, M Kimura

    JOURNAL OF BIOCHEMISTRY   130 ( 5 )   621 - 626   2001年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Ribonuclease MC1 (RNase MC1) isolated from bitter gourd (Momordica charantia) seeds specifically cleaves phosphodiester bonds on the 5'-side of uridine. The crystal structures of RNase MC1 in complex with 2'-UMP or 3'-UMP reveal that Gln9, Asn71, Leu73, and Phe80 are involved in uridine binding by hydrogen bonding and hydrophobic interactions [Suzuki et al. (2000) Biochem. Biophys. Res. Commun. 275, 572-576]. To evaluate the contribution of Gln9 and Phe80 to uridine binding, Gln9 was replaced with Ala, Phe, Glu, or His, and Phe80 with Ala by site-directed mutagenesis. The kinetic properties of the resulting mutant enzymes were characterized using cytidylyl-3',5'-uridine (CpU) as a substrate. The mutant Q9A exhibited a 3.7-fold increased K-m and 27.6-fold decreased k(cat), while three other mutations, Q9F, Q9E, and Q9H, predominantly affected the k(cat) value. Replacing Phe80 with Ala drastically reduced the catalytic efficiency (k(cat)/K-m) with a minimum K-m value equal to 8 mM. It was further found that the hydrolytic activities of the mutants toward cytidine-2',3'-cyclic monophosphate (cCMP) were reduced. These results demonstrate that Gln9 and Phe80 play essential roles not only in uridine binding but also in hydrolytic activity. Moreover, we produced double Ala substituted mutants at Gln9, Asn71, Leu73, and Phe80, and compared their kinetic properties with those of the corresponding single mutants. The results suggest that these four residues may contribute to uridine binding in a mutually independent manner.

  • Amino acid residues in ribonuclease MC1 from bitter gourd seeds which are essential for uridine specificity 査読

    Tomoyuki Numata, Akio Suzuki, Min Yao, Isao Tanaka, Makoto Kimura

    Biochemistry   40   524 - 530   2001年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Amino acid residues in ribonuclease MC1 from bitter gourd seeds which are essential for uridine specificity

    DOI: 10.1021/bi002096f

  • Crystal structures of the ribonuclease MC1 from bitter gourd seeds, complexed with 2'-UMP or 3'-UMP, reveal structural basis for uridine specificity 査読

    Akio Suzuki, Min Yao, Isao Tanaka, Tomoyuki Numata, Singo Kikukawa, Nobuyuki Yamasaki, Makoto Kimura

    Biochem.Biophys.Res.Commun.   275   572 - 576   2000年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Crystal structures of the ribonuclease MC1 from bitter gourd seeds, complexed with 2'-UMP or 3'-UMP, reveal structural basis for uridine specificity

    DOI: 10.1006/bbrc.2000.3318

  • Expression and Mutational Analysis of Amino Acid Residues Involved in Catalytic Activity in a Ribonuclease MC1 from the Seeds of Bitter Gourd

    Numata Tomoyuki, Kashiba Tohru, Hino Madoka, FUNATSU Gunki, ISHIGURO Masatune, YAMASAKI Nobuyuki, KIMURA Makoto

    Bioscience, biotechnology, and biochemistry   64 ( 3 )   603 - 605   2000年3月

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    記述言語:英語  

    The ribonuclease MC1 (RNase MC1) from seeds of bitter gourd (Momordica charantia) consists of 190 amino acids and belongs to the RNase T2 family, including fungal RNase typified by RNase Rh from Rhizopus niveus. We expressed RNase MC1 in Escherichia coli cells and made use of site-directed mutagenesis to identify essential amino acid residues for catalytic activity. Mutations of His34 and His88 to Ala completely abolished the enzymatic activity, and considerable decreases in the enzymatic activity were observed in cases of mutations of His83,Glu84,and Lys87,when yeast RNA was used as a substrate. Kinetic parameters for the enzymatic activity of the mutants of His83,Glu84,and Lys87 were analyzed using a dinucleoside monophosphate CpU. K_m values for the mutants were approximately like that for wild-type, while k_<cat> values were decreased by about 6 to 25-fold. These results suggest that His34,His83,Glu84,Lys87,and His88 in RNase MC1 may be involved in the catalytic function. These observation suggests that RNase MC1 from a plant catalyzes RNA degradation in a similar manner to that of fungal RNases.

    DOI: 10.1271/bbb.64.603

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書籍等出版物

  • 入門 構造生物学 -放射光X線と中性子で最新の生命現象を読み解く-

    富田 耕造, 沼田 倫征(担当:共著)

    共立出版  2010年4月 

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    担当ページ:第4章 生命現象の理解に迫る構造生物学研究 4.3 翻訳 pp 111-119   記述言語:日本語   著書種別:学術書

講演・口頭発表等

  • 新規小型CRISPR-Cas12の機能構造解析

    田中葵、亀甲理、石野園子、石野良純、松本俊介、沼田倫征

    第96回日本生化学会大会  2023年10月 

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    開催年月日: 2023年10月 - 2023年11月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:福岡国際会議場・マリンメッセ福岡B館 福岡市   国名:日本国  

  • オーキシンデグロン法を用いた出芽酵母におけるペルオキシソーム膜タンパク質の局在解析

    小暮佳希、小野鈴花、岡田悟、沼田倫征、遠藤斗志也、松本俊介

    第96回日本生化学会大会  2023年10月 

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    開催年月日: 2023年10月 - 2023年11月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:福岡国際会議場・マリンメッセ福岡B館 福岡市   国名:日本国  

  • 超好熱性アーキアArchaeoglobus fulgidus由来III-B型CRISPR-Cas系の機能に関する研究

    大内凌、松本俊介、沼田倫征

    第96回日本生化学会大会  2023年10月 

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    開催年月日: 2023年10月 - 2023年11月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:福岡国際会議場・マリンメッセ福岡B館 福岡市   国名:日本国  

  • ミトコンドリア外膜上の品質管理に関わるAAA-ATPアーゼMsp1の機能構造解析

    稲本大輝、沼田倫征、遠藤斗志也、松本俊介

    第96回日本生化学会大会  2023年10月 

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    開催年月日: 2023年10月 - 2023年11月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:福岡国際会議場・マリンメッセ福岡B館 福岡市   国名:日本国  

  • メタゲノムから発見した新規な小型Casタンパク質の機能構造解析

    吉村萌由、中野華歩、亀甲理、石原一輝、石野園子、石野良純、松本俊介、沼田倫征

    第96回日本生化学会大会  2023年10月 

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    開催年月日: 2023年10月 - 2023年11月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:福岡国際会議場・マリンメッセ福岡B館 福岡市   国名:日本国  

  • Thermococcus kodakarensis由来DNA末端切断タンパク質複合体の機能構造解析

    宇田敬史朗、山上健、石野園子、松本俊介、中島崇、石野良純、沼田倫征

    令和5年度日本結晶学会年会  2023年10月 

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    開催年月日: 2023年10月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:宇部市文化会館・山口大学常盤キャンパス 山口市   国名:日本国  

  • T-boxリボスイッチを基盤とした半人工アミノアシル化リボザイムの構造と機能

    香川尊、安部紘平、石田啓、Wei Lu、菅裕明、寺坂尚紘、Adrian Ferré-D'Amaré、沼田倫征

    令和5年度日本結晶学会年会  2023年10月 

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    開催年月日: 2023年10月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:宇部市文化会館・山口大学常盤キャンパス 山口市   国名:日本国  

  • 超好熱性アーキア由来ミスマッチ修復酵素Endonuclease MSとPCNAとの複合体の機能構造解析

    井戸川倫子、水島淑華、中島崇、石野園子、山上健、松本俊介、石野良純、沼田倫征

    令和5年度日本結晶学会年会  2023年10月 

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    開催年月日: 2023年10月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:宇部市文化会館・山口大学常盤キャンパス 山口市   国名:日本国  

  • トランスポゾンの転移に関わるCRISPR-Casエフェクターの機能・構造解析とゲノム編集技術への応用

    石原一輝、松本俊介、沼田倫征

    第45回蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム  2023年9月 

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    開催年月日: 2023年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:ANAホリデイ・インリゾート宮崎 宮崎市   国名:日本国  

  • 超好熱性アーキアThermococcus kodakarensis由来ファミリーD DNAポリメラーゼ-プライマーゼ複合体の構造解析

    廣瀬優海、沖啓輔、山上健、松本俊介、石野園子、石野良純、沼田倫征

    第45回蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム  2023年9月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2023年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:ANAホリデイ・インリゾート宮崎 宮崎市   国名:日本国  

  • アーキアにおけるミスマッチ修復酵素の進化的な考察

    石野園子、山上健、松尾桃子、沼田倫征、石野良純

    第35回⽇本Archaea研究会  2023年6月 

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    開催年月日: 2023年6月 - 2023年7月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:八王子市学園都市センター 八王子市   国名:日本国  

  • PolD–primase interaction in the replisome of Thermococcus kodakarensis

    Keisuke Oki, Sonoko Ishino, Takeshi Yamagami, Shunsuke Matsumoto, Tomoyuki Numata, Yoshizumi Ishino

    第35回⽇本Archaea研究会  2023年6月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2023年6月 - 2023年7月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:八王子市学園都市センター 八王子市   国名:日本国  

  • AAA-ATPアーゼMsp1による誤配送タンパク質の認識、膜引き抜き機構の解析

    稲本大輝、遠藤斗志也、沼田倫征、松本俊介

    令和5年度日本生化学会九州支部例会  2023年6月 

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    開催年月日: 2023年6月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:長崎大学 長崎市   国名:日本国  

  • 超好熱性アーキアThermococcus kodakarensis由来NurA-HerA複合体の構造解析

    宇田敬史朗、沼田倫征、石野園子、山上健、松本俊介、中島崇、石野良純

    第23回極限環境生物学会年会  2022年11月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2022年11月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:東洋大学 川越キャンパス   国名:日本国  

  • 温泉由来新規Cas9の機能構造解析

    亀甲理、松本俊介、石野園子、松本裕之、野口真大、沼田倫征、石野良純

    第96回日本生化学会大会  2023年10月 

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    開催年月日: 2022年10月 - 2023年11月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:福岡国際会議場・マリンメッセ福岡B館 福岡市   国名:日本国  

  • メタゲノムから発見した新規な小型Casタンパク質の機能構造解析

    吉村萌由,中野華歩,松本俊介,石野園子,石野良純,沼田倫征

    日本農芸化学会2022年度西日本支部大会  2022年9月 

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    開催年月日: 2022年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:長崎大学文教キャンパス 環境科学部・教養教育講義棟   国名:日本国  

  • 超好熱性アーキアThermococcus kodakarensis由来エンドヌクレアーゼⅣの調製法の確立と立体構造解析

    佐藤星賢,石野園子,松本俊介,中島崇,山上健,石野良純,沼田倫征

    日本農芸化学会2022年度西日本支部大会  2022年9月 

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    開催年月日: 2022年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:長崎大学文教キャンパス 環境科学部・教養教育講義棟   国名:日本国  

  • 温泉試料メタゲノムから見出された新規Casタンパク質の機能解析

    亀甲理,松本俊介,石野園子,松本裕之,野口真大,沼田倫征,石野良純

    日本農芸化学会2022年度西日本支部大会  2022年9月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2022年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:長崎大学文教キャンパス 環境科学部・教養教育講義棟   国名:日本国  

  • III型CRISPR-Casエフェクターの構造と機能

    沼田倫征

    第34回日本Archaea研究会  2022年7月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2022年7月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:九州大学 西新プラザ 大会議室   国名:日本国  

  • Vibrio parahaemolyticusに由来するトランスポゾンの配列特異的なDNA転移に関する研究

    石原一輝、石野園子、石野良純、沼田倫征

    第59回化学関連支部合同九州大会  2022年7月 

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    開催年月日: 2022年7月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

    The CRISPR-associated transposons are transferred in a sequence-specific manner of the CRISPR RNA (crRNA). However, the transfer mechanism and physiological role of these transposons remain to be elucidated. Here, we reconstituted the in vivo transposition using the factors from Vibrio parahaemolyticus and showed that the transposons were transferred into the genome of Escherichia coli via crRNA-guided targeting.

  • Vibrio parahaemolyticusが持つCASTによるDNA転移の分子機構の解析

    石原一輝、石野園子、石野良純、沼田倫征

    令和4年度日本生化学会 九州支部例会  2022年6月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2022年6月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:オンライン   国名:日本国  

  • Structural and functional analysis of the interaction between family D-DNA polymerase and CMG-like helicase in the replisome of Thermococcus kodakarensis.

    Keisuke Oki, Mariko Nagata, Takeshi Yamagami, Tomoyuki Numata, Sonoko Ishino, Takuji Oyama, and Yoshizumi Ishino.

    第45回日本分子生物学会年会  2021年12月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2021年12月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:パシフィコ横浜、横浜市(ハイブリッド)   国名:日本国  

  • 超好熱性アーキアPyrococcus furiosus由来のCMG 様複製ヘリカーゼ複合体の構造と機能

    佐々木敏貴、沖 啓輔、松本俊介、真柳浩太、山上 健、石野園子、沼田倫征、石野良純

    第45回日本分子生物学会年会  2021年12月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2021年12月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:パシフィコ横浜、横浜市(ハイブリッド)   国名:日本国  

  • Thermococcus kodakarensisのミスマッチ特異的ヌクレアーゼEndoMSに結合するタンパク質の発見

    松尾桃子、山上 健、石野園子、沼田倫征、石野良純

    第45回日本分子生物学会年会  2021年12月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2021年12月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:パシフィコ横浜、横浜市(ハイブリッド)   国名:日本国  

  • Thermococcus kodakarensisのDNA複製複合体レプリソームの機能的構造変換機構

    沖 啓輔、永田麻梨子、山上 健、真柳 浩太、白井 剛、大山拓次、安達成彦、沼田倫征、松本俊介、石野園子、石野良純

    極限環境生物学会2021年度(第22回)年会  2021年11月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2021年11月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:オンライン   国名:日本国  

  • 超好熱性アーキアThermococcus kodakarensisのSMCタンパク質の機能解析

    梶川涼夏、石野園子、山上 健、沼田倫征、石野良純

    第44回日本分子生物学会年会  2020年12月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2020年12月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:オンライン   国名:日本国  

  • 超好熱性アーキアThermococcus kodakarensisのDNAトポイソメラーゼVIの調製確立と性質解析

    池西智憲、石野園子、山上 健、沼田倫征、石野良純

    第44回日本分子生物学会年会  2020年12月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2020年12月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:オンライン   国名:日本国  

  • 超好熱性アーキアThermococcus kodakarensisはoriC依存のDNA複製能を有するか?

    宮元梨紅、石野園子、松見理恵、山上 健、沼田倫征、石野良純

    第44回日本分子生物学会年会  2020年12月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2020年12月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:オンライン   国名:日本国  

  • 超好熱性アーキアにおける損傷塩基修復経路に関する研究

    原田明佳、永田麻梨子、沖 啓輔、松見理恵、金井 保、跡見晴幸、沼田倫征、石野園子、石野良純

    極限環境生物学会2020年度(第21回)年会  2020年10月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2020年10月 - 2020年11月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:オンライン   国名:日本国  

  • アーキアのミスマッチ修復酵素Endonuclease MSと酸化損傷修復酵素8-oxoguanine glycosylaseによるDNA修復機構の研究

    市川貴大、佐々木琢也、山上 健、沼田倫征、石野園子、石野良純

    極限環境生物学会2020年度(第21回)年会  2019年10月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2020年10月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:オンライン   国名:日本国  

  • 超好熱性アーキアThermococcus kodakarensisのDNAトポイソメラーゼVIの調製法確立と性質解明

    池西智憲、石野園子、山上健、沼田倫征、石野良純

    令和2年度 日本生化学会九州支部例会  2020年5月 

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    開催年月日: 2020年5月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:福岡   国名:日本国  

  • 超好熱性アーキアThermococcus kodakarensisのSMCタンパク質の機能解析

    梶川涼夏、石野園子、山上健、沼田倫征、石野良純

    令和2年度 日本生化学会九州支部例会  2019年5月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2020年5月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:福岡   国名:日本国  

  • 超好熱性アーキアThermococcus kodakarensisはoriC依存のDNA複製開始能を有するか?

    宮元梨紅、石野園子、松見理恵、山上健、沼田倫征、石野良純

    令和2年度 日本生化学会九州支部例会  2020年5月 

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    開催年月日: 2020年5月

    記述言語:日本語  

    開催地:福岡   国名:日本国  

  • 超好熱性アーキアMethanopyrus kandleri由来ファミリー D DNAポリメラーゼの生化学的解析

    吉田直人、沖 啓輔、松見理恵、石野園子、沼田倫征、山上 健、石野良純

    第42回日本分子生物学会年会  2019年12月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2019年12月

    記述言語:日本語  

    開催地:福岡   国名:日本国  

  • PolD上での相互作用因子スウィッチングによるアーキア特有のレプリソーム機能変換機構の提唱

    沖 啓輔、山上 健、永田麻梨子、真柳浩太、沼田倫征、石野園子、石野良純

    第42回日本分子生物学会年会  2019年12月 

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    開催年月日: 2019年12月

    記述言語:日本語  

    開催地:福岡   国名:日本国  

  • 好熱性アーキアにおけるDNA修復に働く新規ヘリカーゼ様タンパク質の機能解析

    鈴木匠爾、黒沢則夫、山上 健、沼田倫征、石野園子、石野良純

    第42回日本分子生物学会年会  2019年12月 

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    開催年月日: 2019年12月

    記述言語:日本語  

    開催地:福岡   国名:日本国  

  • クレンアーキオタにおいてレプリソームを構成する未知タンパク質の探索

    瀬戸口勇登、山上 健、沖 啓輔、沼田倫征、石野園子、石野良純

    第42回日本分子生物学会年会  2019年12月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2019年12月

    記述言語:日本語  

    開催地:福岡   国名:日本国  

  • 損傷塩基特異的Endonuclease MSによる二本鎖切断末端の可能な構造変換機構

    峯 渉、山上 健、沼田倫征、石野園子、石野良純

    第42回日本分子生物学会年会  2019年12月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2019年12月

    記述言語:日本語  

    開催地:福岡   国名:日本国  

  • アーキアのミスマッチ修復酵素Endonuclease MSとの相互作用因子として見出され た8-Oxoguanine glycosylaseの機能解析

    市川貴大、佐々木琢也、山上 健、沼田倫征、石野園子、石野良純

    第42回日本分子生物学会年会  2019年12月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2019年12月

    記述言語:日本語  

    開催地:福岡   国名:日本国  

  • 超好熱性アーキア由来ファミリー B3 DNAポリメラーゼの性質比較

    田中志門、石野園子、沼田倫征、山上 健、石野良純

    第42回日本分子生物学会年会  2019年12月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2019年12月

    記述言語:日本語  

    開催地:福岡   国名:日本国  

  • The nucS homologs in the genomes of hyperthermophilic archaea encode active mismatch-specific endonuclease, EndoMS 国際会議

    Takahiro Ichikawa, Enzo Petracco, Hanae Kudo, Takeshi Yamagami, Tomoyuki Numata, Yoshizumi Ishino, and Sonoko Ishino

    15th International Congress on Thermophiles 2019  2019年9月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2019年9月

    記述言語:英語  

    開催地:Fukuoka   国名:日本国  

  • Crystal structure of the type III CRISPR-Cas Cmr complex bound to a target analog 国際会議

    Tomoyuki Numata

    15th International Congress on Thermophiles 2019  2019年9月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2019年9月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:Fukuoka   国名:日本国  

  • Interactions of helicase, DNA polymerase, and primase to form functional replisome in the hyperthermophilic archaeon, Thermococcus kodakarensis 国際会議

    Keisuke Oki, Mariko Nagata, Sonoko Ishino, Takeshi Yamagami, Tomoyui Numata, Kouta Mayanagi, and Yoshizumi Ishino

    15th International Congress on Thermophiles 2019  2019年9月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2019年9月

    記述言語:英語  

    開催地:Fukuoka   国名:日本国  

  • Study on diversity of mismatch repair system in archaea 国際会議

    Wataru Mine, Hanae Kudo, Takeshi Yamagami, Tomoyuki Numata, Patrick Forterre, Mart Krupovic, Yoshizumi Ishino, and Sonoko Ishino

    15th International Congress on Thermophiles 2019  2019年9月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2019年9月

    記述言語:英語  

    開催地:Fukuoka   国名:日本国  

  • Reconstitution of endonuclease Q-mediated and endonuclease V-mediated repair pathways for deaminated base repair in the hyperthermophilic archaeon, Thermococcus kodakarensis 国際会議

    Meika Harada, Mariko Nagata, Keisuke Oki, Rie Matsumi, Tamotsu Kanai, Haruyuki Atomi, Tomoyuki Numata, Miyako Shiraishi, Sonoko Ishino, and Yoshizumi Ishino

    15th International Congress on Thermophiles 2019  2019年9月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2019年9月

    記述言語:英語  

    開催地:Fukuoka   国名:日本国  

  • アーキアの損傷塩基修復経路の生化学的、遺伝学的研究

    原田明佳、永田麻梨子、沖啓輔、松見理恵、金井保、跡見晴幸、沼田倫征、石野園子、石野良純

    第42回日本分子生物学会年会  2019年12月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2018年12月

    記述言語:日本語  

    開催地:福岡   国名:日本国  

  • Chemical and structural insights into developing synthetic ligands for a PreQ1 riboswitch 国際会議

    Connelly, C., Numata, T., Boer, R., Moon, M., Sinniah, R., Ferre-D'Amare, A. and Schneekloth, J.

    256th National Meeting and Exposition of the American-Chemical-Society (ACS) - Nanoscience, Nanotechnology and Beyond  2018年8月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2018年8月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:Boston   国名:アメリカ合衆国  

  • Structure-guided discovery of small molecules targeting the PreQ1 riboswitch 国際会議

    Tomoyuki Numata, Colleen M. Connelly, John S. Schneekloth Jr., Adrian R. Ferré-D'Amaré

    23rd Annual Meeting of the RNA Society  2018年6月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2018年5月 - 2018年6月

    記述言語:英語  

    開催地:Berkeley   国名:アメリカ合衆国  

  • Structure-guided discovery of small molecules targeting the PreQ1 riboswitch 国際会議

    Numata, T., Connelly, C.M., Schneekloth, J.S. and Ferré-D'Amaré, A.R.

    Sixteenth Annual NHLBI DIR Research Retreat  2018年4月 

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    開催年月日: 2018年4月

    記述言語:英語  

    開催地:Potomac   国名:アメリカ合衆国  

  • Involvement of sulfur relay system in the biogenesis of cyclic N6-threonylcarbamoyladenosine (ct6A) of tRNA 国際会議

    Kenjyo Miyauchi, Takuya Sakashita, Tomoyuki Numata and Tsutomu Suzuki

    The 21st Annual Meeting of the RNA Society  2016年6月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2016年6月 - 2016年7月

    記述言語:英語  

    開催地:Kyoto   国名:日本国  

  • RNAサイレンシングに関わるCRISPR-Cas系Cmr複合体の作動原理の解明 招待

    沼田倫征

    微生物学の新たな発展、ゲノムから機能・実用に関する九州シンポジウム  2015年12月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2015年12月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:宮崎   国名:日本国  

  • RNAのサイレンシングを誘導するCRISPR-Cas系複合体の作動原理 招待

    沼田倫征

    第34回アグリバイオセミナー  2015年12月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2015年12月

    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

    開催地:近畿大学農学部   国名:日本国  

  • 標的アナログと結合したCRISPR-Cas系Cmr複合体の結晶構造 招待

    沼田倫征

    BMB2015  2015年12月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2015年12月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:神戸   国名:日本国  

  • 標的類似核酸と結合したCRISPR-Cas系Cmr複合体の結晶構造

    沼田倫征

    平成27年度日本結晶学会年会  2015年10月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2015年10月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:大阪   国名:日本国  

  • RNAのサイレンシングに関わるCRISPR-Cas系Cmr複合体の結晶構造

    沼田倫征

    第39回蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム  2015年9月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2015年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:大分   国名:日本国  

  • CRISPR-Cas系Cmr複合体の再構成・結晶化・X線回折データの測定

    沼田倫征、大澤拓生

    第39回蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム  2015年9月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2015年9月

    記述言語:日本語  

    開催地:大分   国名:日本国  

  • 標的アナログと結合したCRISPR-Cas Cmr複合体の結晶構造

    沼田倫征

    第17回日本RNA学会年会  2015年7月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2015年7月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:札幌   国名:日本国  

  • 標的アナログと結合したCRISPR-Cas Cmr複合体の結晶構造

    沼田倫征、大澤拓生

    第15回日本蛋白質科学会年会  2015年6月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2015年6月

    記述言語:日本語  

    開催地:徳島   国名:日本国  

  • N6-スレオニルカルバモイルアデノシンの環化反応を触媒するtRNA修飾酵素CsdLの機能構造解析

    沼田倫征、宮内健常、大澤拓生、鈴木勉

    第3回物構研サイエンスフェスタ  2015年3月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2015年3月

    記述言語:日本語  

    開催地:つくば   国名:日本国  

  • tRNA転写後修飾メカニズムの分子的基盤解明 招待

    沼田倫征

    日本農芸化学会2014年度第2回関東支部例会  2014年11月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2014年11月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:神奈川   国名:日本国  

  • N6-スレオニルカルバモイルアデノシンの環化反応を触媒するtRNA修飾酵素CsdLの機能構造解析

    沼田倫征、宮内健常、大澤拓生、鈴木勉

    第38回蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム  2014年9月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2014年9月

    記述言語:日本語  

    開催地:福岡   国名:日本国  

  • Cyclic N6-threonylcarbamoyladenosine (ct6A)の生合成における硫黄リレー系の関与

    宮内健常、坂下卓矢、木村聡、沼田倫征、鈴木勉

    第16回日本RNA学会年会  2014年7月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2014年7月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:名古屋   国名:日本国  

  • N6-スレオニルカルバモイルアデノシンの環化を触媒するtRNA修飾酵素の結晶構造

    沼田倫征、宮内健常、大澤拓生、鈴木勉

    第14回日本蛋白質科学会年会  2014年6月 

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    開催年月日: 2014年6月

    記述言語:日本語  

    開催地:横浜   国名:日本国  

  • tRNA転写後修飾メカニズムの分子的基盤解明 招待

    沼田倫征

    日本農芸化学会2014年度大会  2014年3月 

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    開催年月日: 2014年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:東京   国名:日本国  

  • tRNAのアンチコドンをアグマチンで化学修飾するしくみ

    沼田倫征

    第37回蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム  2013年9月 

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    開催年月日: 2013年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:長崎   国名:日本国  

  • Biogenesis and function of cyclic N6-threonylcarbamoyladenosine (ct6A) as a widely distributed tRNA hypermodification 国際会議

    Tsutomu Suzuki, Kenjyo Miyauchi, Takuya Sakashita, Satoshi Kimura and Tomoyuki Numata

    The 8th Annual Meeting of the RNA Society  2013年6月 

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    開催年月日: 2013年6月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:Davos   国名:スイス連邦  

  • CRISPR-Casシステムのエフェクター複合体を構成するCmr2-Cmr3複合体の結晶構造

    沼田倫征、大澤拓生

    第13回日本蛋白質科学会年会  2013年6月 

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    開催年月日: 2013年6月

    記述言語:日本語  

    開催地:鳥取   国名:日本国  

  • tRNA修飾酵素TiaSによるtRNAIle2の認識機構

    沼田倫征、大澤拓生、稲永英子、寺坂尚紘、木村聡、鈴木勉

    第12回日本蛋白質科学会年会  2012年6月 

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    開催年月日: 2012年6月

    記述言語:日本語  

    開催地:愛知   国名:日本国  

  • tRNAIle2アグマチニル化反応の構造的基盤

    大澤拓生、木村聡、寺坂尚紘、稲永英子、鈴木勉、沼田倫征

    第12回日本蛋白質科学会年会  2012年6月 

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    開催年月日: 2012年6月

    記述言語:日本語  

    開催地:愛知   国名:日本国  

  • tRNAアグマチニル化反応の構造的基盤

    大澤拓生、木村聡、寺坂尚紘、稲永英子、鈴木勉、沼田倫征

    日本農芸化学会2012年度大会  2012年3月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2012年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:京都   国名:日本国  

  • tRNAIle2アグマチニル化反応の構造的基盤

    大澤拓生、沼田倫征

    第29回PFシンポジウム  2012年3月 

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    開催年月日: 2012年3月

    記述言語:日本語  

    開催地:茨城   国名:日本国  

  • tRNA修飾酵素TiaSによるtRNAIle2の特異的認識機構

    沼田倫征、大澤拓生

    第29回PFシンポジウム  2012年3月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2012年3月

    記述言語:日本語  

    開催地:茨城   国名:日本国  

  • Biogenesis and function of 2-agmatinylcytidine found at the wobble position of archaeal tRNAIle 国際会議

    Suzuki, T., Kimura, S., Terasaka, N., Osawa, T. and Numata, T.

    38th International Symposium on Nucleic Acid Chemistry  2011年11月 

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    開催年月日: 2011年11月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:Hokkaido   国名:日本国  

  • 古細菌tRNAIleのアンチコドン領域に存在するRNA修飾塩基の生合成機構解明

    大澤拓生、寺坂尚紘、木村聡、鈴木勉、沼田倫征

    第35回蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム  2011年9月 

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    開催年月日: 2011年9月

    記述言語:日本語  

    開催地:福岡   国名:日本国  

  • アーキアtRNAIleのアンチコドン領域に見られる新規RNA修飾塩基の生合成機構解明

    大澤拓生、寺坂尚紘、木村聡、鈴木勉、沼田倫征

    第34回蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム  2010年9月 

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    開催年月日: 2010年9月

    記述言語:日本語  

    開催地:福岡   国名:日本国  

  • アーキアtRNAIleに見出された新規RNA修飾塩基アグマチジンの機能と生合成機構の解明

    池内与志穂、木村 聡、寺坂尚紘、沼田倫征、大澤拓生、中村大吾、横川隆志、緒方俊彦、和田 猛、鈴木健夫、鈴木 勉

    第12回日本RNA学会年会  2010年7月 

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    開催年月日: 2010年7月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:東京   国名:日本国  

  • tRNA揺らぎ塩基の5-カルボキシメチルアミノメチル化修飾に関わる酵素GidAおよびMnmEの構造機能解析

    大澤拓生、稲永英子、沼田倫征

    第10回日本蛋白質科学会年会  2010年6月 

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    開催年月日: 2010年6月

    記述言語:日本語  

    開催地:札幌   国名:日本国  

  • Novel wobble modification in tRNAIle responsible for decoding AUA codon in archaeal species; convergent evolution of the decoding system across domains of life 国際会議

    Kimura, S., Ikeuchi, Y., Numata, T., Nakamura, D., Yokogawa, T., Nishikawa, K., Wada, T., Suzuki, T. and Suzuki, T.

    23rd International tRNA workshop  2010年1月 

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    開催年月日: 2010年1月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:Aveiro   国名:ポルトガル共和国  

  • Requirements for in vitro formation of 5-carboxymethylaminometyluridine at the wobble position in Escherichia coli tRNAs 国際会議

    Suzuki, T., Numata, T., Osawa, T. and Suzuki, T.

    23rd International tRNA workshop  2010年1月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2010年1月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:Aveiro   国名:ポルトガル共和国  

  • Requirements for in vitro formation of 5-carboxymethylaminometyluridine at the wobble position in Escherichia coli tRNAs

    Suzuki, T., Numata, T., Osawa, T. and Suzuki, T.

    第32回日本分子生物学会年会  2009年12月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2009年12月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:横浜   国名:日本国  

  • tRNA揺らぎ塩基の5-カルボキシメチルアミノメチル化修飾に関わる酵素MnmEの結晶構造解析

    大澤拓生、伊藤耕一、稲永英子、沼田倫征

    第9回日本蛋白質科学会年会  2009年5月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2009年5月

    記述言語:日本語  

    開催地:熊本   国名:日本国  

  • tRNAアンチコドンの修飾に関わる酵素GidAにおいて保存されているシステインは5-カルボキシメチルアミノメチルウリジン生合成に不可欠である

    大澤拓生、伊藤耕一、稲永英子、沼田倫征

    第9回日本蛋白質科学会年会  2009年5月 

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    開催年月日: 2009年5月

    記述言語:日本語  

    開催地:熊本   国名:日本国  

  • tRNA揺らぎ塩基の修飾に関わる酵素の構造機能解析(2)

    大澤拓生、伊藤耕一、稲永英子、沼田倫征

    日本農芸化学会2009年度大会  2009年3月 

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    開催年月日: 2009年3月

    記述言語:日本語  

    開催地:福岡   国名:日本国  

  • tRNA揺らぎ塩基の修飾に関わる酵素の構造機能解析(1)

    大澤拓生、伊藤耕一、稲永英子、沼田倫征

    日本農芸化学会2009年度大会  2009年3月 

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    開催年月日: 2009年3月

    記述言語:日本語  

    開催地:福岡   国名:日本国  

  • 非翻訳RNAの化学修飾の構造基盤

    沼田倫征、中西孝太郎、鈴木陽子、野間あきこ、池内与志穂、鈴木勉、深井周也、石谷隆一郎、濡木理

    第45回日本生物物理学会年会  2007年12月 

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    開催年月日: 2007年12月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:横浜   国名:日本国  

  • Snapshots of tRNA sulphuration via an adenylated intermediate 国際会議

    Numata, T., Ikeuchi, Y., Fukai, S., Suzuki, T., and Nureki, O.

    Fifth East Asian biophysics symposium & Forty-fourth annual meeting of the biophysical society of Japan  2006年11月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2006年11月

    記述言語:英語  

    開催地:Okinawa   国名:日本国  

  • Snapshots of tRNA sulphuration via an adenylated intermediate 国際会議

    Numata, T., Ikeuchi, Y., Fukai, S., Suzuki, T., and Nureki, O.

    International conference on aminoacyl-tRNA synthetases  2006年10月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2006年10月

    記述言語:英語  

    開催地:San Diego   国名:アメリカ合衆国  

  • Structural basis of RNA-dependent recruitment of amino acid to the genetic code 国際会議

    Oshikane, H., Sheppard, K., Fukai, S., Nakamura, Y., Ishitani, R., Numata, T., Sherrer, L.R., Feng, L., Schmitt, E., Panvert, M., Blanquet, S., Mechulam, Y., Söll, D. and Nureki, O.

    International conference on aminoacyl-tRNA synthetases  2006年10月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2006年10月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:San Diego   国名:アメリカ合衆国  

  • RNA 修飾に関わる硫黄リレーシステムの発見と反応機構の解析

    池内与志穂、沼田倫征、深井周也、鴫直樹、加藤潤一、西村昭子、濡木理、鈴木勉

    第8回日本RNA学会年会  2006年7月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2006年7月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:淡路   国名:日本国  

  • タンパク3000プロジェクト(転写・翻訳)拠点の成果(20)RNAチオ化修飾酵素MnmAによる硫黄導入の構造的基盤

    沼田倫征、池内与志穂、深井周也、鈴木勉、濡木理

    第6回日本蛋白質科学会年会  2006年4月 

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    開催年月日: 2006年4月

    記述言語:日本語  

    開催地:京都   国名:日本国  

  • RNAチオ化修飾酵素MnmAとtRNA複合体の結晶構造解析 招待

    沼田倫征

    大阪大学蛋白質研究所セミナー  2006年3月 

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    開催年月日: 2006年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:大阪   国名:日本国  

  • RNAチオ化修飾機構の構造基盤

    沼田倫征、池内与志穂、深井周也、鈴木勉、濡木理

    文部科学省タンパク3000プロジェクト第3回産学連携フォーラム  2006年2月 

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    開催年月日: 2006年2月

    記述言語:日本語  

    開催地:東京   国名:日本国  

  • RNA修飾酵素MnmAによるtRNAチオ化修飾の構造基盤

    沼田倫征、深井周也、池内与志穂、鈴木勉、濡木理

    第28回日本分子生物学会年会  2005年12月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2005年12月

    記述言語:日本語  

    開催地:福岡   国名:日本国  

  • Structural basis for nucleotide and aminoacyl-group modification on tRNAs 国際会議

    Numata, T., Nakanishi, K., Oshikane, H., Nakamura, Y., Fukai, S., Ikeuchi, Y., Suzuki, T., Schmitt, E., Blanquet, S., Mechulam, Y., Söll, D. and Nureki, O.

    21st International tRNA workshop  2005年12月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2005年12月

    記述言語:英語  

    開催地:Bangalore   国名:インド  

  • Crystal structure analyses of the enzymes responsible for the s2U modification at tRNA wobble base 国際会議

    Numata, T., Fukai, S., Ikeuchi, Y., Suzuki, T. and Nureki, O.

    21st International tRNA workshop  2005年12月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2005年12月

    記述言語:英語  

    開催地:Bangalore   国名:インド  

  • 離合集散するタンパク質・RNA 複合体

    沼田倫征、深井周也、押鐘浩之、中村裕子、鈴木勉、濡木理

    第43回日本生物物理学会年会  2005年11月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2005年11月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:札幌   国名:日本国  

  • tRNAのチオ化修飾に関与するTusBCD複合体の結晶構造解析

    沼田倫征、深井周也、池内与志穂、鈴木勉、濡木理

    第42回日本生物物理学会年会  2004年12月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2004年12月

    記述言語:日本語  

    開催地:京都   国名:日本国  

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MISC

  • CRISPR-Cas系における環状オリゴアデニル酸シグナリングの役割

    沼田 倫征, 大内 凌

    日本結晶学会誌   66 ( 2 )   76 - 77   2024年5月   ISSN:03694585 eISSN:18845576

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本結晶学会  

    DOI: 10.5940/jcrsj.66.76

    CiNii Research

  • 細菌RNA を標的とした新たな抗生物質候補化合物の創製と評価 査読

    沼田倫征,Colleen M. Connelly,John S. Schneekloth Jr.,Adrian R. Ferré-D’Amaré

    生化学   2021年8月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

  • Crystal Structure of the CRISPR-Cas RNA Silencing Complex 査読

    Numata, T. and Osawa, T.

    Photon Factory Highlights 2015   2016年1月

     詳細を見る

    記述言語:英語  

    その他リンク: https://www2.kek.jp/imss/pf/science/publ/pfhl/2015/15hl5_1.pdf

  • 標的類似体と結合したCRISPR-Cas系Cmr複合体の結晶構造 査読

    沼田 倫征, 大澤 拓生

    日本結晶学会誌   2015年12月

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    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

  • 標的アナログと結合したCRISPR-Cas系のCmr複合体の結晶構造 査読

    沼田 倫征, 大澤 拓生

    ライフサイエンス新着論文レビュー   2015年5月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

    DOI: 10.7875/first.author.2015.061

  • AUAコドンの解読に不可欠なtRNAIleアグマチニル化修飾の分子基盤 査読

    沼田 倫征

    生化学   2012年12月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

  • 結晶構造解析から明らかとなったtRNAのアグマチニル化修飾機構 査読

    沼田 倫征, 大澤 拓生

    日本結晶学会誌   2012年8月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

  • 結晶構造から見る古細菌tRNAIle2のアグマチニル化反応:新しいtRNAアンチコドン修飾メカニズムの解明 査読

    大澤 拓生, 沼田 倫征

    化学と生物   2012年7月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

  • tRNAをアグマチンで化学修飾するしくみ 査読

    大澤 拓生, 沼田 倫征

    ライフサイエンス新着論文レビュー   2011年11月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

    DOI: 10.7875/first.author.2011.165

    その他リンク: http://first.lifesciencedb.jp/archives/3789

  • tRNAチオ化修飾酵素によるアンチコドンウリジン硫化反応における構造的基盤の解明 査読

    沼田 倫征, 濡木 理

    細胞工学   2006年9月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

  • 植物リボヌクレアーゼの基質認識機構 査読

    沼田 倫征, 河野 慎, 角田 佳充, 木村 誠

    化学と生物   2003年11月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

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所属学協会

  • 日本結晶学会

  • 日本RNA学会

  • 日本蛋白質科学会

  • 日本農芸化学会

  • 極限環境生物学会

委員歴

  • 日本結晶学会   生物系編集委員   国内

    2024年4月 - 2026年3月   

  • 日本農芸化学会西日本支部   支部参与   国内

    2020年3月 - 2026年3月   

学術貢献活動

  • 学術論文等の審査

    役割:査読

    2023年

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    種別:査読等 

    外国語雑誌 査読論文数:1

  • 科学研究費委員会/専門委員

    役割:審査・評価

    日本学術振興会  2021年11月 - 2022年2月

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    種別:審査・学術的助言 

  • 科学研究費委員会/専門委員

    役割:審査・評価

    日本学術振興会  2020年12月 - 2021年3月

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    種別:審査・学術的助言 

  • プログラムの編成

    日本農芸化学会2020年度大会  ( Japan ) 2020年3月

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    種別:大会・シンポジウム等 

  • 学術論文等の審査

    役割:査読

    2019年

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    種別:査読等 

    外国語雑誌 査読論文数:1

  • 学術論文等の審査

    役割:査読

    2018年

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    種別:査読等 

    外国語雑誌 査読論文数:1

  • 学術論文等の審査

    役割:査読

    2017年

     詳細を見る

    種別:査読等 

    外国語雑誌 査読論文数:3

  • 学術論文等の審査

    役割:査読

    2015年

     詳細を見る

    種別:査読等 

    外国語雑誌 査読論文数:3

  • 学術論文等の審査

    役割:査読

    2014年

     詳細を見る

    種別:査読等 

    外国語雑誌 査読論文数:3

  • 学術論文等の審査

    役割:査読

    2013年

     詳細を見る

    種別:査読等 

    外国語雑誌 査読論文数:2

  • 学術論文等の審査

    役割:査読

    2012年

     詳細を見る

    種別:査読等 

    外国語雑誌 査読論文数:1

  • 学術論文等の審査

    役割:査読

    2010年

     詳細を見る

    種別:査読等 

    外国語雑誌 査読論文数:1

  • 学術論文等の審査

    役割:査読

    2009年

     詳細を見る

    種別:査読等 

    外国語雑誌 査読論文数:1

  • 学術論文等の審査

    役割:査読

    2008年

     詳細を見る

    種別:査読等 

    外国語雑誌 査読論文数:3

  • 学術論文等の審査

    役割:査読

    2007年

     詳細を見る

    種別:査読等 

    外国語雑誌 査読論文数:1

  • 学術論文等の審査

    役割:査読

    2006年

     詳細を見る

    種別:査読等 

    外国語雑誌 査読論文数:3

  • 学術論文等の審査

    役割:査読

    2005年

     詳細を見る

    種別:査読等 

    外国語雑誌 査読論文数:2

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その他

  • 2024年度科学研究費補助金基盤研究Aに採択された。

    2024年5月

  • 原核生物の生体防御機構の解明とその応用に関する研究において優れた業績をあげている。国立癌研究所(アメリカ国立衛生研究所)の研究者であるJohn S. Schneekloth Jr博士と共同研究を進めており、原核生物の非コードRNA分子の新規かつ特異的なラベリング方法を開発するとともに、その仕組みを明らかにした。また、この技術を利用して、ヒト細胞内において目的リガンドと特異的に結合するRNAを特定することに成功した。この研究成果をNature姉妹誌に投稿し、現在、リバイズしている段階である。このように、国際共同研究が順調に進展している。また、関連研究に対して、2019年度以降に3件の研究助成金を獲得(上原記念財団、内藤記念財団、応用酵素協会)するとともに、2020年度には2件の科学研究費補助金(基盤研究(B)および挑戦的研究(萌芽))を獲得した。また、令和2年度大学改革活性化制度(全学改革推進枠)に採択され、研究の促進と若手研究人材の育成にも貢献している。

    2021年3月

     詳細を見る

    原核生物の生体防御機構の解明とその応用に関する研究において優れた業績をあげている。国立癌研究所(アメリカ国立衛生研究所)の研究者であるJohn S. Schneekloth Jr博士と共同研究を進めており、原核生物の非コードRNA分子の新規かつ特異的なラベリング方法を開発するとともに、その仕組みを明らかにした。また、この技術を利用して、ヒト細胞内において目的リガンドと特異的に結合するRNAを特定することに成功した。この研究成果をNature姉妹誌に投稿し、現在、リバイズしている段階である。このように、国際共同研究が順調に進展している。また、関連研究に対して、2019年度以降に3件の研究助成金を獲得(上原記念財団、内藤記念財団、応用酵素協会)するとともに、2020年度には2件の科学研究費補助金(基盤研究(B)および挑戦的研究(萌芽))を獲得した。また、令和2年度大学改革活性化制度(全学改革推進枠)に採択され、研究の促進と若手研究人材の育成にも貢献している。

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 独自に発見したCRISPR-Casエフェクターの機能構造解析と新たなゲノム編集技術の開発

    研究課題/領域番号:24H00505  2024年 - 2026年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(A)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • 2024年度 酵素研究助成/独自の海洋メタゲノムから発見した小型CRISPR-Casエフェクターの機能構造解析とゲノム編集への利用

    2024年

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    資金種別:寄附金

  • FEN-1の改変によるRNA検出用酵素の開発

    2023年10月 - 2024年5月

    共同研究

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    担当区分:研究代表者  資金種別:その他産学連携による資金

  • 公益財団法人発酵研究所 2023年度 一般研究助成/病原性ビブリオ属細菌が保有するCRISPR-associated transposonの機能構造解析と⽣理的役割の解明

    2023年

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    資金種別:寄附金

  • トキシンーアンチトキシンシステムの機能と構造

    2022年1月

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    担当区分:研究代表者 

  • ゲノム編集を含む新規遺伝⼦発現調節技術開発を⽬指したRNA⽣物学領域の研究体制強化

    2020年 - 2024年

    令和2年度大学改革活性化制度『全学改革推進枠』

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    担当区分:研究代表者  資金種別:学内資金・基金等

  • 細菌の非コードRNAの作動原理の解明と創薬への展開

    研究課題/領域番号:20K21281  2020年 - 2022年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • CRISPR-Cas系とトランスポゾンの相互作用によるDNA転移の分子基盤解明

    研究課題/領域番号:20H02916  2020年 - 2022年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • 第52回(2020年度)内藤記念科学奨励金・研究助成/ CRISPR-Cas系が誘導する新規なDNA転移メカニズムの解明

    2020年

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    資金種別:寄附金

  • 細菌の非コードRNAの生化学的解析と創薬への展開 国際共著

    2019年4月

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    担当区分:研究代表者 

  • CRISPR-Cas系の生物学

    2019年4月

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    担当区分:研究代表者 

  • 上原記念生命科学財団2019年 度 研究助成金/ 細菌の非コードRNAの生化学的解析と創薬への展開

    2019年

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    資金種別:寄附金

  • 原核生物に特異的な遺伝子発現調節機構の解明

    研究課題/領域番号:16KK0166  2017年 - 2019年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  国際共同研究強化

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • CRISPR-Casエフェクター複合体の構造機能解析

    研究課題/領域番号:16H04759  2016年 - 2019年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • 平成26年度(第47回)倉田奨励金/ RNA依存的に外来核酸の発現を抑制するCRISPR-Casエフェクター複合体の構造機能解析

    2015年

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    資金種別:寄附金

  • 平成27年度(2015年度)一般研究助成/ 外来遺伝子の発現を抑制するCRISPR-Casエフェクター複合体の機能構造解析

    2015年

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    資金種別:寄附金

  • 加藤記念研究助成/ CRISPR-Casエフェクター複合体の機能構造解析

    2015年

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    資金種別:寄附金

  • 平成27年度持田記念研究助成/ CRISPR-Cas エフェクター複合体による転写反応と共役した標的DNA 切断の分子的基盤解明

    2015年

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    資金種別:寄附金

  • 平成27 年度(第47 回)海外留学補助金/ 遺伝子の発現を制御するRNA分子装置の作動原理解明

    2015年

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    資金種別:寄附金

  • CRISPRシステムにおけるエフェクター複合体の構造機能解析

    研究課題/領域番号:25121744  2013年 - 2014年

    日本学術振興会・文部科学省  科学研究費助成事業  新学術領域研究(研究領域提案型)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • ミトコンドリアにおけるtRNAプロセシング機構の解明

    研究課題/領域番号:23687015  2011年 - 2014年

    科学研究費助成事業  若手研究(A)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • CRISPRシステムにおけるAGO2様活性を有するRNP複合体の構造機能解析

    研究課題/領域番号:23121535  2011年 - 2012年

    日本学術振興会・文部科学省  科学研究費助成事業  新学術領域研究(研究領域提案型)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • 2011年度野田産研研究助成/ 古細菌に特異的なtRNA修飾ヌクレオシドの生合成機構解明

    2011年

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    資金種別:寄附金

  • 2011年度ライフサイエンス研究奨励/ 正しい蛋白質合成に不可欠なtRNA修飾塩基の生合成機構解明

    2011年

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    資金種別:寄附金

  • 平成20年度研究助成:一般課題(B)/ tRNA揺らぎ塩基修飾の構造的基盤解明

    2009年

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    資金種別:寄附金

  • 日本人若手研究者研究助成/ X線結晶構造解析によるtRNA転写後修飾メカニズムの分子基盤解明

    2009年

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    資金種別:寄附金

  • 第27回(平成21年度)持田記念研究助成金/ 正しい蛋白質合成に不可欠なtRNA修飾ヌクレオシドの生合成機構解明

    2009年

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    資金種別:寄附金

  • 第27回(平成21年度)研究助成/ tRNAのアンチコドン修飾メカニズムの分子基盤解明

    2009年

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    資金種別:寄附金

  • tRNAアンチコドンの転写後修飾における酵素反応機構の分子的基盤解明

    研究課題/領域番号:20687007  2008年 - 2010年

    科学研究費助成事業  若手研究(A)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • 基礎科学研究助成/ tRNA修飾酵素によるアンチコドンウリジンのチオ化修飾機構の分子的基盤

    2007年

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    資金種別:寄附金

  • 倉田奨励金/ RNAの転写後修飾における生物マシーナリーの構造的基盤解明

    2007年

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    資金種別:寄附金

  • 加藤記念研究助成/ 忠実なタンパク質合成に不可欠なtRNA修飾塩基の生合成機構の分子的基盤

    2007年

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    資金種別:寄附金

  • 研究奨励金/ 遺伝子の発現を調節するノンコーディングRNA(リボスイッチ)の構造機能解析

    2007年

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    資金種別:寄附金

  • RNAによる生命反応制御機構の構造的基盤の解明

    2006年 - 2009年

    戦略的創造研究推進事業 (文部科学省)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:受託研究

  • tRNAチオ化修飾経路における硫黄転移反応メカニズムの解明

    研究課題/領域番号:18770082  2006年 - 2007年

    科学研究費助成事業  若手研究(B)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • ニガウリ種子ウリジン特異性リボヌクレアーゼMC1の構造と基質特異性に関する研究

    2002年 - 2003年

    日本学術振興会  特別研究員

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    担当区分:研究代表者  資金種別:共同研究

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教育活動概要

  • 生物化学各論II(2019~2021年度)
    分子生物学詳論III, IV(2022年度)
    生物化学II(2020~2022年度)
    実地見学(2023年度)
    基幹教育セミナー(2023年度)
    応用生命化学実験(2020年度~)
    分子生物学詳論I, II, III, IV(2023年度~)
    遺伝子組換え生物の利用と制御(2023年度~)
    生物機能分子化学I, II(2019年度~)
    遺伝情報発現制御機構特論(2023年度~)
    学際開拓創成セミナーII(2024年度)
    Molecular Biology(2023年度~)

担当授業科目

  • 分子生物学詳論IV

    2024年12月 - 2025年2月   冬学期

  • 遺伝情報発現制御機構特論

    2024年10月 - 2024年12月   秋学期

  • 分子生物学詳論III

    2024年10月 - 2024年12月   秋学期

  • 生命工学Ⅰ

    2024年6月 - 2024年8月   夏学期

  • 分子生物学詳論II

    2024年6月 - 2024年8月   夏学期

  • Basic Life Engineering Ⅰ

    2024年6月 - 2024年8月   夏学期

  • Seminar in a Specified Field Ⅰ

    2024年4月 - 2025年3月   通年

  • Master's Thesis Research Ⅰ

    2024年4月 - 2025年3月   通年

  • 応用生命化学実験

    2024年4月 - 2024年9月   前期

  • 遺伝子組換え生物の利用と制御

    2024年4月 - 2024年9月   前期

  • 学際開拓創成セミナーⅡ

    2024年4月 - 2024年9月   前期

  • 生物機能分子化学I

    2024年4月 - 2024年6月   春学期

  • 分子生物学詳論I

    2024年4月 - 2024年6月   春学期

  • Molecular Biology

    2024年4月 - 2024年6月   春学期

  • 分子生物学詳論Ⅳ

    2023年12月 - 2024年2月   冬学期

  • 遺伝情報発現制御機構特論

    2023年10月 - 2023年12月   秋学期

  • 分子生物学詳論Ⅲ

    2023年10月 - 2023年12月   秋学期

  • 基幹教育セミナー

    2023年6月 - 2023年8月   夏学期

  • 分子生物学詳論Ⅱ

    2023年6月 - 2023年8月   夏学期

  • 実地見学

    2023年4月 - 2023年9月   前期

  • 遺伝子組換え生物の利用と制御

    2023年4月 - 2023年9月   前期

  • Molecular Biology

    2023年4月 - 2023年9月   前期

  • 応用生命化学実験

    2023年4月 - 2023年9月   前期

  • 分子生物学詳論Ⅰ

    2023年4月 - 2023年6月   春学期

  • 生物機能分子化学II

    2023年4月 - 2023年6月   春学期

  • 分子生物学詳論IV

    2022年12月 - 2023年2月   冬学期

  • 生物化学Ⅱ

    2022年12月 - 2023年2月   冬学期

  • 分子生物学詳論III

    2022年10月 - 2022年12月   秋学期

  • 応用生命化学発展実験

    2022年4月 - 2022年9月   前期

  • 生物機能分子化学I

    2022年4月 - 2022年6月   春学期

  • 生物化学Ⅱ

    2021年12月 - 2022年2月   冬学期

  • 生物化学各論Ⅱ

    2021年10月 - 2022年3月   後期

  • 生物機能分子化学II

    2021年4月 - 2021年9月   前期

  • 応用生命化学発展実験

    2021年4月 - 2021年9月   前期

  • 生物化学

    2020年10月 - 2021年3月   後期

  • 生物化学各論II

    2020年10月 - 2021年3月   後期

  • 応用生命化学発展実験

    2020年4月 - 2020年9月   前期

  • 生物化学各論I

    2020年4月 - 2020年9月   前期

  • 生物化学各論II

    2019年10月 - 2020年3月   後期

  • 生物機能分子化学II

    2019年4月 - 2019年9月   前期

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FD参加状況

  • 2023年11月   役割:参加   名称:農学研究院FD:遺伝子組換え実験の安全管理について

    主催組織:部局

  • 2022年3月   役割:その他   名称:リベラルサイエンス教育開発FD 「『ゆるレポ』に学ぶはじめての研究~ゆるく始めて、しっかり仕上げる~」

    主催組織:部局

  • 2021年9月   役割:参加   名称:JST 次世代研究者挑戦的研究プログラム 説明会

    主催組織:全学

  • 2021年7月   役割:その他   名称:農学研究院FD「科研費を獲りにいこう! 科研費獲得の技術と工夫」

    主催組織:部局

  • 2020年12月   役割:その他   名称:大学の研究評価の現状と農学研究院の「部局独自の評価基準」案における業績分析

    主催組織:部局

  • 2020年9月   役割:参加   名称:科研費を獲りにいこう! 勝ち抜く気合と技術

    主催組織:部局

  • 2019年11月   役割:参加   名称:留学生との共生に向けて

    主催組織:部局

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社会貢献活動

  • 出前講義

    西南学院高校(2023年10月31日)  2023年10月

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    対象:幼稚園以下, 小学生, 中学生, 高校生

    種別:セミナー・ワークショップ

メディア報道

  • 細菌の生体防御を解明 新聞・雑誌

    化学工業日報  2015年4月

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    細菌の生体防御を解明

  • 細菌の生体防御機構解明 新聞・雑誌

    日刊工業新聞  2015年4月

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    細菌の生体防御機構解明

  • The genetic code: An archaeal path to literacy 新聞・雑誌

    Nature Chemical Biology  2010年4月

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    The genetic code: An archaeal path to literacy

  • 生体内の硫化反応・触媒結合の謎解明について 新聞・雑誌

    日経産業新聞  2006年7月

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    生体内の硫化反応・触媒結合の謎解明について

  • 硫化反応の新酵素触媒機構について 新聞・雑誌

    日刊工業新聞  2006年7月

     詳細を見る

    硫化反応の新酵素触媒機構について

政策形成、学術振興等への寄与活動

  • 2015年8月 - 2020年3月   PF-UAタンパク質結晶構造解析ユーザーグループ

    ユーザーグループ会議や講習会を開催し、効率的なX線回折データの収集方法や放射光施設の最新情報について協議した。また、PF構造生物学ビームラインの運営などに関して各ユーザーの希望を調査し結果を取り纏めた。

外国人研究者等の受け入れ状況

  • Laboratory of Nucleic Acids, National Heart, Lung, and Blood Institute, National Institutes of Health

    受入れ期間: 2023年8月  

    国籍:アメリカ合衆国

  • Laboratory of RNA Biophysics and Cellular Physiology, Biochemistry and Biophysics Center, National Heart, Lung, and Blood Institute, NIH

    受入れ期間: 2019年11月   (期間):2週間未満

    国籍:アメリカ合衆国

    専業主体:日本学術振興会

海外渡航歴

  • 2016年1月 - 2019年1月

    滞在国名1:アメリカ合衆国   滞在機関名1:Laboratory of RNA Biophysics and Cellular Physiology, Biochemistry and Biophysics Center, National Heart, Lung, and Blood Institute, NIH

学内運営に関わる各種委員・役職等

  • 2024年4月 - 2026年3月   研究院 国際交流委員会

  • 2023年4月 - 2025年3月   センター 九州大学アイソトープ統合安全管理センター複担教員

  • 2022年4月 - 2024年3月   研究院 学務委員会

  • 2020年5月 - 2021年3月   全学 一般選抜出題委員

  • 2020年4月 - 2022年3月   研究院 研究戦略委員会

  • 2020年4月 - 2022年3月   研究院 自己点検・評価委員会

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