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

烟草坏死病毒高分辨率三维结构及颗粒形成机制分析

• 批准号: 11169223
• 负责人: 福山 恵一
• 金额: $ 17.28万
• 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: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11169223/
• 关键词: タバコネクロシスウイルス; タンパク質の4次構造; X線結晶解析; 粒子の再構成; 立体構造; 球状ウイルス; ウイルス粒子の再構成; 4次構造; アセンブリー機構; ウイルスの立体構造; 粒子の再機成; 蛋白質間相互作用; コート蛋白の限定分解; コート蛋白の一次構造; 蛋白間相互作用

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。

The virus (TNV) is responsible for the infection and disease symptoms of plants infected with the virus. TNV has 276 amino acid residues and 180 sets of T=3 regular 20-hedral pairs. The three-dimensional structure of TNV particles in the N-terminal domain varies from three types of particles to three types of particles. In addition, the particles were dissociated by EDTA treatment, and the particles were reconstituted by Ca ^<2+> addition. This study is aimed at analyzing the effects of particle formation on the structural basis. The expression system of E. coli was constructed in large quantities. The quality of the product is not soluble, but soluble. In the presence of Ca^<2+>, natural particles are reconstituted. The particle's shape is 20-sided and 60-sided. The three-dimensional structure analysis and crystallization of these particles were tested, and the large crystals of about 0.2 mm were obtained. This crystal belongs to the tetragonal system and contains 4 particles in the single lattice. X-ray reflection of radiation is measured at the reflection point of more than 2.7 °. The strength of millions of reflexes is collected, and now the foundation is analyzed.

项目成果

Atsushi Yamagata: "The crystal structure of exonuclease RecJ bound to Mn^<2+> ion suggests how its characteristic motifs are involved in exonuclease activity"Proc. Nati. Acad. Sci. USA. 99・(9). 5908-5912 (2002)

Atsushi Yamagata：“与 Mn^2+ 离子结合的核酸外切酶 RecJ 的晶体结构表明其特征基序如何参与核酸外切酶活性”Proc.Nati.5908-5912。 2002）

Masakazu Sugishima: "Crystal Structure of Rat Apo-Heme Oxygenase-1 (HO-1) : Mechanism of Heme Binding in HO-1 Inferred from Structural Comparison of the Apo and Heme Complex Forms"Biochemistry. 41・(23). 7293-7300 (2002)

Masakazu Sugishima：“大鼠 Apo-血红素加氧酶-1 (HO-1) 的晶体结构：从 Apo 和血红素复合物形式的结构比较推断出 HO-1 中血红素的结合机制”生物化学 41・(23)。 7300 (2002)

Yoshimitsu Kakuta: "Crystal Structure of Escherichiacoli Fdx, an Adrenodoxin-Type Ferredoxin Involved in the Assembly of Iron-Sulfur Clusters"Biochemistry. 40. 11007-11012 (2001)

Yoshimitsu Kakuta：“大肠杆菌 Fdx 的晶体结构，一种参与铁硫簇组装的肾上腺氧还蛋白型铁氧还蛋白”生物化学。

Yoshimitsu Shimomura: "Overproduction, crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of a quinone oxidoreductase from Thermus thermophilus HB8"Acta Crystallographica. D58. 1365-1367 (2002)

Yoshimitsu Shimomura：“来自嗜热栖热菌 HB8 的醌氧化还原酶的过量生产、结晶和初步 X 射线衍射分析”晶体学报。

Masakazu Sugishima: "Crystal Structure of Rat Heme Oxygenase-1 in Complex with Heme Bound to Azide"J. Biol. Chem.. 277・(47). 45086-45090 (2002)

Masakazu Sugishima：“与叠氮化物结合的大鼠血红素氧化酶-1的晶体结构”J. Chem. 277・(47) (2002)。