タンパク質の立体構造に基づく超分子形成の分子機構の解明

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本研究は,天然超分子タンパク質の立体構造をX線結晶構造解析で決定し,超分子形成の必然性,超分子形成の機構などを,決定されたタンパク質の分子構造から理解しようとするものである.本年度は主にタンパク質性抗腫瘍抗生物質C‐1027のX線結晶構造解析について研究を進めた.放線菌が産出する抗腫瘍抗生物質C‐1027は,分子量約10,000のアポタンパク質とエンジイン型化合物であるクロモフォアからなり,これが属するネオカルチノスタチン族の中でも特に抗腫瘍活性を示す.DNA切断活性はクロモフォアにあるが,アポタンパク質はクロモフォアのキャリアとして働き,また,標的細胞の表面タンパク質を認識すると考えられている.C-1027アポタンパク質の構造解析:このアポタンパク質からは2種類の結晶(斜方晶系,空間群P2_12_12_1および三方晶系,空間群P3_121)が得られ,これらを分子置換法で構造解析した.その後,前者は2.5Å分解能でR値16.2%,後者は2.8Å分解能でR値17.3%にまで結晶構造を精密化することができた.前者は非対称単位中に3分子,後者は1分子存在している.3つのループで囲まれた部分がクロモフォア結合部分であると思われる.また,斜方晶系の結晶内の2つの独立な分子では,クロモフォアとの結合の制御に関与している可能性のあるチロシン残基が複数のコンフォーメーションをとっていた.現在,結晶構造精密化の最終段階が進行中である.その結果をふまえて詳細な分子構造の比較を行う予定である.C‐1027アポタンパク質-芳香環化クロモフォア複合体の構造解析:アポタンパク質と芳香環化したクロモフォアとの複合体を,2‐メチル‐2,4‐ペンチンジオールを沈殿剤として結晶化したところ,2種の結晶形が得られた(いずれも斜方晶系に属するが格子定数が異なり,1つはa=23.2,b=59.4,c=66.2Å,1つはa=23.1,b=38.8,c=91.1Åである).いずれの結晶も高エネルギー物理学研究所のシンクロトロン放射光を用いて回折強度測定を行い,前者は2.5Å分解能までの後者は1.8Å分解能までのデータを集積した.現在,アポタンパク質の分子構造をモデルとする分子置換法で構造解析を進めている.