ゲル変形によるタンパク質結晶化の制御とそのメカニズム解明

通过凝胶变形控制蛋白质结晶及其机制的阐明

基本信息

批准号：
19654065
负责人：
田中晋平
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19654065/
关键词：
タンパク質結晶成長核形成ゲル界面制限空間

项目摘要

我々はこれまで、脂質が形成するゲル状高分子構造中でのタンパク質結晶成長促進効果を研究してきた。本研究では、この研究を発展させ、高分子ゲル中でのタンパク質結晶化挙動と、ゲル変形による内部の編み目構造の変化が、そこに拘束されたタンパク質にどのような影響を与えるのかを調べていた。用いたモデル系はタンパク質としてニワトリ卵白リゾチーム、ゲルとしてアガロースとポリエチレングリコールを用いた。ポリエチレングリコール水溶液は厳密にはゲルではないが、その濃厚溶液中での高分子編み目内の閉じこめ効果を調べるために用いた。まず、アガロースゲル内における結晶成長では、ゲル表面での特徴的な結晶配向効果を見いだした。これは、ゲル表面がソフトであるため、異方的な結晶形をもつリゾチームの結晶が重力下で安定するために、自発的にある方向に配向することがその理由であると考えられる。一方、ポリエチレングリコール系では、ポリエチレングリコール自身の結晶化もタンパク質の結晶化と同時に起きる。このため、まず結晶化剤であるNaClの添加によってポリエチレングリコールの結晶化挙動がどのように影響されるのか調べた。その結果、NaClの添加はポリエチレングリコールの結晶化を促進し、それをFlory-Hugginsの格子モデルで説明することに成功した。この結果は国際学術誌に投稿し、受理されている。ゲル変形の効果については、ゲルの破壊による効果と、内部編み目の変形による効果の分離が困難であり、これまでのところその効果を実証することには成功していない。今後この研究をさらに発展させ、本研究で開発した光散乱装置を用いて、より微小な変形の元での結晶化挙動を研究していく予定である。

我们先前已经研究了促进脂质形成的凝胶样聚合物结构中蛋白质晶体生长的作用。这项研究开发了这项研究，以研究聚合物凝胶中的蛋白质结晶行为如何以及由于凝胶变形而引起的内部针迹结构的变化如何影响那里的蛋白质。所使用的模型系统是鸡蛋白溶菌酶作为蛋白质，琼脂糖和聚乙烯乙二醇作为凝胶。聚乙烯乙二醇溶液不是严格的凝胶，而是用于研究浓溶液中聚合物针迹内的限制效应。首先，在琼脂糖凝胶中的晶体生长中，发现对凝胶表面的特征晶体取向效应。这被认为是因为凝胶表面柔软，并且具有各向异性晶体形式的晶体溶菌酶自发地沿特定方向定向以稳定在重力下。另一方面，在聚乙烯乙二醇系统中，聚乙烯乙二醇本身的结晶也随着蛋白质结晶而同时发生。因此，我们首先研究了聚乙烯乙二醇的结晶行为如何受到结晶剂NaCl的影响。结果，NaCl的添加促进了聚乙烯乙二醇的结晶，这在Flory-Huggins晶格模型中成功解释了。结果已提交给国际学术期刊，并已被接受。关于凝胶变形的影响，很难将凝胶破坏的影响和内部针迹变形的效果分开，到目前为止，它在证明这种效果方面尚未成功。将来，我们将进一步开发这项研究，并使用本研究中开发的光散射装置在更小的变形下进行结晶行为。