シャペロニンを介した新生蛋白質の構造形成機構

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巨大なポリペプチドが正しい立体構造を形成するときに、立体構造形成を介添えする蛋白質(シャペロン蛋白質)群が関与する。大腸菌Escherichia coliに存在するGroELはシャペロニンと呼ばれる原核生物のシャペロン蛋白質で、真核生物のHSP60と相同的な蛋白質である。GroESはコシャペロニンとも呼ばれ、GroELと共に機能する分子シャペロンの1つである。ATPの加水分解とポリペプチドの高次構造の形成が行われるこのフォールディング機構をシャペロニン・サイクルとよび、多くのモデルが示されている。本課題は、GroELの蛋白質介添え機構を解明するために、GroELの構造を溶液散乱法で検討した。中性子溶液散乱法は中性子が、重水素と軽水素で異なる散乱を起こすので、軽水素蛋白質と重水素化蛋白質の複合体解析を行うのに有用である。重水素化したGroEL、GroESとロダネーゼにより、組み合わせを変えてこれらの3元複合体を形成し、中性子散乱を測定した。散乱パターンに変化がみられており、現在モデリングを行っている。一方、GroELのATPの加水分解とシャペロニン・サイクルの関係を検討した。GROelの安定性の変化は塩酸グアニジン変性を行いX線溶液散乱法で検討した。その結果、ATP加水分解サイクルにおける構造安定性は安定性の高い順にGroEL・ATP・Mg > GroEL > GroEL・ADP・Mg > GroEL・ADP+ATP・Mgで安定性が減少した。