膜貫通型タンパク質のNMR構造解析法の開発 -異方的構造情報の抽出-

跨膜蛋白NMR结构分析方法的开发-各向异性结构信息的提取-

• 批准号: 12780503
• 负责人: 菊地 淳
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12780503/
• 关键词: 核磁気共鳴法; 磁場配向; 脂質2重膜; 残余双極子カップリング; 回転緩和異方性; 立体構造予測; 核磁気共鳴; タンパク質; 立体構造; 緩和異方性; 膜結合型ペプチド; バイセル

1)異方的構造情報を駆使したタンパク質立体構造計算法の検討2つの構造的に独立なドメインからなるタンパク質のドメイン間相対配置について,異方的構造情報を駆使して立体構造を決定できることを示すことができ,国際学術誌に投稿が認められた.特に通常の水溶性タンパク質では扱いが困難な回転緩和異方性情報については,後述2,3)に示すような異方的分子形状を有する膜に結合させれば極めて有用であると期待できる.また,ワシントン大学のBaker博士との共同研究により,経験的立体構造予測法を導入し,配向情報のみで代表的なタンパク質のグローバルフォールドが決定できることがわかった.2)膜結合型両親媒性ペプチドのバイセルへの結合長,短鎖のリン脂質の割合をコントロールすることにより比較的超分子サイズの小さなバイセルを作成し,良く研究された両親媒性ペプチドであるメリチン結合させて高分解能のHSQC, NOESYシグナルを観測できることに成功した.現在国際学術誌への論文を作成中である.3)膜結合型タンパク質を配向させるための新規磁場配向二重膜の開発前述2)のバイセルは化学的に不安定であることが大きな問題である.短鎖部分を中性界面活性剤に置換した"ゲル状ミセル"によるタンパク質の磁場配向実験を試したところ,極めて広いpH,温度範囲で安定な2重膜を作成できた.4)光合成系膜タンパク質の光受容反応を追跡するための装置組み立てと初期的実験検討上述の各技術は,光合成系膜タンパク質の光受容反応追跡に応用したいと考えている.まず,2mm口径の光ファイバーを直接NMR試料管に注入し,NMR磁場内で光照射実験をできる装置を組み立てた.また,約1000kDaの巨大膜タンパク質の^<15>Nラベル体を調整し,そのTROSYスペクトルを測定したところ,表層残基は追跡できることがわかった.

1) the structure of the different parties intelligence を 駆 make し た タ ン パ ク quality, and the calculation method of three-dimensional structure の 検 for 2 つ の structure に independent な ド メ イ ン か ら な る タ ン パ ク qualitative の ド メ イ ン phase between configuration seaborne に つ い て, the structure of the different parties intelligence を 駆 make し て three-dimensional structure を decided で き る こ と を shown す こ と が で き, international academic volunteers contribute に が recognize め ら れ た. Special に usually の water-soluble タ ン パ ク qualitative で は Cha い が difficult な back planning moderate price different disposition quoted に つ い て は, after above 2, 3) に shown す よ う な of different molecular shape を す る membrane に combining さ せ れ ば extremely め て useful で あ る と expect で き る. ま た, ワ シ ン ト の ン university Dr Baker と の joint research に よ り, 経 験 three-dimensional structure with measuring method を import し, match to the intelligence の み で represent な タ ン パ ク qualitative の グ ロ ー バ ル フ ォ ー ル ド が decided で き る こ と が わ か っ た. 2) membrane type combination that struck close pollination ペ プ チ ド の バ イ セ ル へ の combining long and short lock の リ ン lipid の cut close を コ ン ト ロ ー ル す る こ と に よ り comparison of supramolecular サ イ ズ の small さ な バ イ セ ル を し consummate, fine く research Investigate さ れ た struck close pollination ペ プ チ ド で あ る メ リ チ ン combining さ せ て high decomposition can の HSQC, NOESY シ グ ナ ル を 観 measuring で き る こ と に successful し た. Now international academic ambition へ を の paper made in で あ る. 3) type membrane bound タ ン パ ク qualitative を match to さ せ る た め の new rules on magnetic field distribution on double membrane の 発 aforesaid 2) の バ イ セ ル は chemical に unrest で あ る こ と が big き な problem で あ る. Short lock parts を neutral interface active tonic に replacement し た "ゲ ル shape ミ セ ル" に よ る タ ン パ ク qualitative の magnetic field distribution to be 験 を try し た と こ ろ, extremely め て hiroo い pH, temperature fan 囲 で settle な 2 membrane を made で き た. 4) light GeChengXi membrane タ ン パ ク qualitative の light by capacity anti 応 を tracing す る た め み の device group set て と early be 験 beg the の 検 each technology は, light GeChengXi membrane タ ン パ ク qualitative の light by capacity against 応 tracing に 応 with し た い と exam え て い る. ま ず, 2 mm の light フ ァ イ バ ー を NMR sample tube directly inject し に, NMR magnetic field で light be 験 を で き る device み を group set て た. ま た, about 1000 kda の huge membrane タ ン パ ク qualitative の ^ < 15 > N ラ ベ ル を tuning The whole し そ の TROSY ス ペ ク ト ル を determination し た と こ ろ, surface residue は tracing で き る こ と が わ か っ た.

项目成果

畠中秀樹, 小柴生造, 菊地淳, 木川隆則: "タンパク質のHigh-throughput NMR構造解析と新たな展開"蛋白質核酸酵素. (印刷中). (2002)

Hideki Hatanaka、Izo Koshiba、Jun Kikuchi、Takanori Kikawa：“蛋白质的高通量核磁共振结构分析和新进展”蛋白质核酸酶（2002 年）。

Kikuchi, J., Iwahara, J., Kigawa, T., Murakami, Y., Okazaki, T., Yokoyama: "Solution structure determination of the Shizosaccharomices pombe Abpl protein by a combination of dipolar coupling and diffusion anisotropy restraints"Journal of Biomolecular NMR.

Kikuchi, J.、Iwahara, J.、Kikawa, T.、Murakami, Y.、Okazaki, T.、Yokoyama：“通过偶极耦合和扩散各向异性约束相结合测定裂殖酵母 Abpl 蛋白的溶液结构”杂志

Nakatani K., Sando, K., Kumasawa, H., Kikuchi, J., Saito, I.: "Recognition of Guanine-Guanine Mismatches by the Dimeric Form of 2-Amino-1, 8-naphthyridine"Journal of American Chemical Society. 123. 12650-12657 (2001)

Nakatani K.、Sando, K.、Kumasawa, H.、Kikuchi, J.、Saito, I.：“通过 2-Amino-1, 8-naphthyridine 二聚形式识别鸟嘌呤-鸟嘌呤错配”美国化学杂志

J.Kikuchi,M.Williamson,K.Shimada & T.Asakura: "Structure and dynamics of photosynthetic membrane-bound proteins in Rhodobacter sphaeroids, studied with solid-state NMR"Photosynthesis Research. 63. 259-267 (2000)

J.菊地、M.威廉姆森、K.岛田