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Residue-specific Linear Free Energy Relationship is the physicochemical basis of protein folding

残基特异性线性自由能关系是蛋白质折叠的物理化学基础

基本信息

批准号：
21H02448
负责人：
神田大輔
金额：
$ 10.98万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

蛋白質分子の2状態交換過程をアミノ酸残基ごとに解析すると，残基間で平衡定数Kや交換速度kの値に分布があり，log k vs log Kプロットを作ると直線関係があることを発見した．過去の論文をサーチして，残基毎の平衡定数と速度定数の報告を集めることで，残基レベルの自由エネルギー直線関係が普遍的であることを示した．この性質は蛋白質分子が変性状態から天然状態へ巻き戻りをスムーズに起こすための物理化学的基盤として提案された「コンシステンシー原理」の実験的な反映であると想定して研究を進めている．NMR測定における測定バイアスを完全に除去する方法として，HSQC0実験とΠ解析法を組み合わせが有効である．R4年度はこれをα-スペクトリンのSH3ドメイン（62残基）の2状態交換に適用した．しかしながら，明確な残基レベルの自由エネルギー直線関係が見出せなかった．これはスペクトリンSH3の変性状態と天然状態の交換が例外的に非常に遅いこと(0.1 s-1)を反映して，NMRスペクトルとしては2状態に見えるが，変性状態あるいは遷移状態に第３の状態（構造）が存在するなどの原因が考えられ，次年度も検討を続ける．コンシステンシー原理との関係を理論的に考察した．コンシステンシー原理から，log k vs log Kプロットにおける2点間の傾きと当該2残基のそれぞれのφ値（遷移状態におけるN状態の割合）の間の関係式を導き，これを満たすlog k vs log Kプロットの関係が2次関数であることを証明した．したがって，直線関係は実は2次関数の近似である．R4年度に論文投稿し，現在改訂中である．審査員の批判的な意見に応えるべく，全体の導出過程を大幅に刷新することで，残基レベルの自由エネルギー直線関係の意義がさらに明確になった．

The two-state exchange process of protein molecules is a linear relationship between acid residues and the distribution of equilibrium constant K and exchange rate k between residues. In the past, the balance and velocity of residues were determined. The linear relationship between residues and free radicals was universal. The properties of protein molecules vary from the natural state to the physical and chemical basis of protein molecules, and the physical and chemical basis of protein molecules is proposed to reflect the principles of protein molecules.NMR measurements are carried out to determine the complete removal of protein molecules. HSQC0 is the most important component of HSQC 0. The analysis method of HSQC 0 is suitable for the combination of HSQC 0 and HSQC 0. The analysis method of HSQC 0 is suitable for the combination of HSQC 0 and HSQC 0. A straight line relationship between residues and free radicals can be seen. The reason for the existence of the third state (structure) is discussed in the next year. A theoretical study of the relationship between the theory and the theory The relationship between log k and log K is proved to be the second order relationship when the two residues are separated from each other (the transition state is separated from the N state). R4 annual paper submission, now revised. The reviewer's critical opinion is that the entire derivation process is substantially updated, and that the residue is free from linear relationships.