タバコネクロシスウィルスの高分解能立体構造と粒子形成機構の解析

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タバコネクロシスウィルス(TNV)は一本鎖RNAをゲノムとして持つ球状ウィルスであり、アガサ・ナス・マメ・ユリ科などの植物に感染し、壊疽症状を起こす。TNVのサブユニットは276アミノ酸残基からなる一次構造上一種類のタンパクであるが、これが180個集合してT=3の正20面体対称を持つキャプシドを形成している。TNV粒子はN末端領域の立体構造が異なる3種類のサブユニットから構成されていることを既に明らかにしている。さらにサブユニットの境界にCa^<2+>イオンがあり、EDTA処理により粒子は解離し、またCa^<2+>の添加により元の粒子と区別できない粒子に再構成することも明らかにしている。本研究では、N末端が粒子形成にどのように影響するか、さらにその構造基盤を明らかにすべく解析を進めた。まずN末端を欠いたサブユニットををコードする遺伝子の発現系を構築し、大腸菌で大量発現させた。このタンパク質は不溶性画分に得られたので、これを尿素で可溶化した後、尿素を除くことでリフォールドさせた。このタンパク質はCa^<2+>存在下で天然の粒子より小さな粒子に再構成した。この粒子の形・サイズから正20面対称的に60個会合したと考えられる。この粒子の立体構造解析のため、結晶化を試みたところ、約0.2mmの大きさの単結晶を得た。この結晶は正方晶系に属し、単位格子中に4粒子含まれる。放射光を用いたX線回折実験で、2.7Å以上の分解能の回折点を観測できた。数百万の回折強度データを収集し、現在これに基づいて構造解析中である。