Elucidation of driving forces underlying protein folding coupled with ligand binding.

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本研究は、リガンド結合を伴うフォールディングについて、反応に関わる分子種や遷移状態の安定性と構造に基づいて、反応を駆動する物理的相互作用を明らかにすることを目的とする。目的の達成のため、モデル蛋白質スタフィロコッカル・ヌクレアーゼ(SNase)を用いて、SNaseの特異的リガンドである基質アナログadenosine-3',5'-diphosphate (prAp)によって引き起こされるフォールディングを実験とモデル解析によって調べる。令和2-3年度には、1. フォールディングの経路が、prAp濃度依存的にConformational selection (CS: 構造形成→リガンド結合)からInduced fit (IF: リガンド結合→構造形成)に切り替わり、反応の遷移状態がprApの二つのリン酸基に由来する静電相互作用によって安定化されることが示唆され、2. prApから一つリン酸基を欠損した「prAp変異体」adenosine-5'-monophosphate (prA: prApから3'-リン酸基を欠損)とadenosine-3'-monophosphate (rAp: prApから5'-リン酸基を欠損)を用いた解析により、IFが支配的な高リガンド濃度において、ほどけた状態は5'-リン酸基とより親和性が高いが、遷移状態は3'-リン酸基が安定化により寄与することが示唆された。令和4年度は、令和3年度から引き続きprApとその「変異体」prAおよびrApを用いたNMRおよび蛍光を用いた速度論測定と解析を行った。測定については特に再現性を確認し、解析については結果の定量的な妥当性を検討した。得られた結果の一部を論文としてまとめた。