X線構造解析の手法を用いた脳特異的カルシウム受容タンパク質S100の構造機能相関

利用X射线结构分析方法研究脑特异性钙受体蛋白S100的结构-功能关系

基本信息

批准号：
09249212
负责人：
井上豪
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

S100タンパク質は、細胞周期や細胞の種類に特異的なカルシウム信号のメディエーターの1つと考えられているが、生化学的な機能としては、カルシウム依存的に微小管の解離や集合阻害を助長したり、微小管結合性蛋白質であるタウ蛋白質のリン酸化をカルシウム依存的に阻害したり、キナーゼCの主な基質である87kDaの蛋白質のリン酸化も特異的に阻害するなどが報告されている。これら機能を研究する上で3次元立体構造を明らかとすることは必須の課題である。そこで本研究では、S100蛋白質のCa2+存在下および非存在下での結晶学的研究に取り組み、Ca^<2+>結合型S100b蛋白質の2.0Å分解能のX線構造解析を行った。最終の信頼度因子(R値)が2.0Å分解能で19.4%となり、米国ブルックヘブン研究所のProtein Data Bankに登録を行った(PDB-code:1MHO)。S100β-鎖の分子構造は4本のα-ヘリックスとそれをつなぐ2つのループから構成され、Ca^<2+>は、Helix1と2および3と4をつなぐループ部分に結合していた。いずれも6配位構造であったが、それぞれ14残基および12残基のアミノ酸で構成されるnon-canonical,canonicalなCa^<2+>結合部位を形成し、結合定数が違うという生化学的情報との一致が得られた。アポ構造との比較から、Ca^<2+>の結合に伴う分子構造の変化をα-ヘリックス間の角度の変化として評価したところ、特にヘリックスIIIが大きく変化しており、ヘリックスIとIIIの間の角度は-63°から-127°、ヘリックスIIとIIIの間の角度は140°から97°、ヘリックスIIIとIVの角度は163°から101°にそれぞれ変化した。また、S100bの2つのβ-サブユニットは主に疎水相互作用によってダイマー形成をしているが、その疎水面はCa^<2+>の結合によって極めて大きく広がることが明らかとなった。標的蛋白質である微小管結合蛋白質タウとの相互作用にはジスルフィド結合が関与するという報告があるが、S100bダイマーの疎水面中に埋もれたCys84がジスルフィド結合の形成に参加することが明らかとなり、構造と機能との相関関係について知見が得られた(Matsumura,H.et al.,Structure,1998 in press)。

S100蛋白被认为是特定于细胞周期和细胞类型的钙信号的介质之一，但据报道，它以钙依赖性的方式促进微管解离和组装抑制作用，抑制tau蛋白的磷酸化磷酸化，是一种微管蛋白，在钙依赖性的方式中，在钙化蛋白方面依赖于磷酸化的蛋白质，并依赖于磷酸化的磷酸化。激酶C的主要底物。在研究这些功能时阐明三维三维结构是必不可少的任务。因此，在这项研究中，我们在存在和不存在Ca2+的情况下对S100蛋白进行了晶体学研究，并在2.0Å分辨率下对Ca^<2+> - 结合的S100B蛋白进行了X射线结构分析。最终的可靠性因子（R值）在2.0Å分辨率下为19.4％，并在美国布鲁克黑文研究所的Protein Data Bank注册（PDB代码：1MHO）。 S100β链的分子结构由四个α-螺旋和两个连接连接的环组成，ca^<2+>绑定到连接Helix1和2和3和4和4和4和4和4和4和4的循环部分。尽管两者都有六个配位结构，它们具有非官方和规范的Ca^<2+> BINGING STER，并组成14和12 amino diection and y 14和12 amino酸，并相应地分为二酸。结合常数不同。从与APO结构的比较中，当我们评估与Ca^<2+>结合的分子结构的变化作为α-螺旋之间的角度变化，特别是螺旋III尤其发生了很大变化，螺旋I和III之间的角度从-63°变为-127°之间，从-127°变为-127°之间，从螺旋I和III之间变化为140°和97°°之间，并改变了螺旋的角度，并改变了螺旋。分别为101°。此外，据揭示了S100B的两个β-单位主要通过疏水相互作用形成二聚体，但是它们的疏水表面被CA^<2+>结合极大地扩大。尽管有报道称二硫键与靶蛋白微管结合蛋白tau相互作用，但据透露，埋在S100B二聚体的疏水表面中的Cys84参与了二硫键的形成，从而在结构和功能之间的结构和函数之间的互相处（Matssumura）中的结构（Matsumura），hersumura，hh n andsumura，hh hh and andsumura，hs and hh hh and and and and and hh h an e an and an an e an an an and and and an。