重水素化支援中性子小角散乱と超遠心分析の複合解析による時計蛋白質複合体の構造解析

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Kai時計タンパク質の概日振動の制御機構を理解するためには、3種類のKaiタンパク質（KaiA, KaiB, KaiC）が形成する複合体の形成メカニズムや構造を明らかにする必要である。本研究では特に、リン酸化亢進に重要な役割を果たすKaiA-KaiC複合体（AC複合体）の形成挙動とその構造を解明することを目的としている。溶液中での構造を解明するために、超遠心分析（AUC）とX線及び中性子小角散乱（SAXS及びSANS、総称してSAS）を組み合わせたAUC-SAS法を用いて、KaiAとKaiCの解離会合平衡下でのAC複合体のみに由来した散乱データを選択的に取得する。さらに、KaiAあるいはKaiCの重水素化ラベルを用いたSANS測定により、複合体の一部を散乱データ上で不可視化して、AC複合体の部分構造を解明し、AC複合体がリン酸化を亢進するメカニズムの詳細に迫ることを目指している。初年度（2021年度）は、非変性質量分析（Native-MS）とAUCによるAC複合体の形成条件検討を詳細に行い、会合数の化学量論比や解離定数を明らかにした。得られた知見をもとに、SAXS測定で得られた溶液散乱データを、AUC-SAXS法によって成分分離し、AC複合体のみに由来するSAXSプロファイルを取得することに成功した。2年目（2022年度）は、重水素化ラベルKaiA及びKaiCを用いた逆転コントラストマッチングSANS測定とAUC-SASを組み合わせることによって、AC複合体中のKaiA及びKaiCに由来する散乱プロファイルを取得することに成功した。現在は上述のSAXS及びSANSプロファイルと計算機シミュレーションを組み合わせることで、溶液中のAC複合体の構造・ダイナミクスの解析を進めている。