NMRを用いたタンパク質分子に内在するダイナミックスと機能発現の研究

使用 NMR 研究蛋白质分子固有的动力学和功能表达

• 批准号: 09261203
• 负责人: 高橋 栄夫
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09261203/
• 关键词: 免疫グロブリン; CDR; NMR; Fv; 速度論解析; ダイナミックス

免疫グロブリンは未知の外来異物に対し,ループ構造よりなる6ヶ所の相補性決定領域(CDR)を用いた特異的な分子認識を行う.本研究では,抗ダンシル抗体(Fv)を題材とし,抗原結合ループのもつダイナミックスを定量的に捉え,抗原結合部位におけるダイナミックスが分子認識に及ぼす影響について解析を行った.抗ダンシルFvの調製に関してはすでに当研究室で確立しているミュータント抗体の酵素消化法により行った.抗原結合部位に多く存在するといわれている,Tyr残基の選択的・高感度なNMR測定を行うために,Tyr残基の3,5位芳香環プロトン以外の芳香族アミノ酸残基を重水素標識したFvを調製したところ,抗原結合部位H3ループに存在する残基のNMRシグナルが,抗原非存在下において2つずつ観測されたことから,抗原結合部位が動的な構造多形をとっていることが明らかとなった.ハプテン結合実験の結果,ハプテンの認識にはH3ループに存在する2つのコンホメーションのうち一方が関与していることが判明した.この抗原結合部位に存在するダイナミックな構造多形の現象がFvとハプテンの複合体形成過程にどのような影響を与えるかを解析するために,ストップトフロー蛍光測定を行った.その結果,Fvとダンシルリジンの複合体形成過程は二相性を示し,その濃度依存性の解析から抗原非存在下におけるコンホメーション平衡の交換速度を算出するとNMRによって得られた値と一致した.以上より,抗ダンシル抗体のハプテン認識過程にH3ループに存在するダイナミックスが影響を与えている事実が明らかとなった.抗原結合部位のもつ動的構造多形は決して稀な現象ではなく,他の抗原に特異性を有する抗体分子についても多く見られている.このような動的構造多形現象は,一次配列の多様性に加え,高次構造的多様性を産み出す機構として抗原認識において重要であることが予想される.

The complementary determining domain (CDR) of the immune system is used to recognize the specific molecules in response to unknown foreign substances. In this study, anti-Fv antibodies (Fv) were used to quantitatively detect the antigen binding sites and analyze the molecular recognition and influence of Fv on antigen binding. The modulation of anti-Fv was established in the laboratory by enzyme digestion of anti-Fv antibodies. Antigen-binding site in the presence of multiple residues,Tyr residues selected high sensitivity NMR determination,Tyr residues of aromatic acid residues other than the 3,5-position aromatic ring, heavy halogen identification, Fv modulation, antigen-binding site H3 residues in the presence of NMR, antigen in the absence of the presence of two residues detected. Antigen binding sites are structurally polymorphic. In combination with the results of the experiment, it was found that the existence of H3 in the cognition of H3 in the cognition of H3. The existence of the antigen binding site is a structural polymorphism phenomenon, and the influence of the complex formation process is analyzed. As a result, the complex formation process is biphasic, and the concentration-dependent analysis of the complex is consistent with the calculation of the exchange rate of the complex equilibrium in the absence of antigen. As mentioned above, the existence of H3 protein in the recognition process of anti-H3 protein antibody has great influence on the development of anti-H3 protein antibody. Antigen binding sites are polymorphic in structure, and the specificity of other antigens is highly variable in antibody molecules. The structural polymorphism phenomenon of this kind of dynamic structure is important for understanding antigen, such as the diversity of primary arrangement and the diversity of higher order structure.

项目成果

Hiroaki Gouda: "NMR Study of the Inceraction between the B Domain of Staplylececcel Protein A and the Fe Portien of Immunaylobalia G" Biochemistry. 37. 129-136 (1998)

Hiroaki Gouda：“Staplylececcel 蛋白 A 的 B 结构域与 Immunaylobalia G 的 Fe 部分之间的断裂的核磁共振研究”生物化学。