大腸菌シャペロニンの機能発現の速度論

大肠杆菌伴侣蛋白功能表达动力学

• 批准号: 14037214
• 负责人: 桑島 邦博
• 金额: $ 3.01万
• 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: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14037214/
• 关键词: 分子シャペロン; 蛋白質フォールディング; シャペロニン; アロステリック転移; X線溶液散乱; ストップトフロー; 蛍光スペクトル; スタフィロコッカル・ヌクレアーゼ

分子シャペロンの作用の分子機構の研究は、物理化学的な試験管内蛋白質フォールディングと細胞内での生命現象との関連を解き明かす鍵となる基礎生物科学の重要な課題である。本研究では、ストップトフロー蛍光スペクトルとストップトフローX線小角散乱の速度論的手法を用いて、(1)シャペロニンGroELのATPによるアロステリックな構造転移を構造学的に検証する、(2)プロリンを含まぬ疑似野生型スタフィロコッカル・ヌクレアーゼ(SNase(pro-))の変異体を標的として用いて、標的蛋白質の巻き戻り速度過程に及ぼすGroELの影響を解析する。以下の結果が得られた。(1)ストップトフローX線散乱法によりGroELのアロステリック転移(T状態よりR状態値の転移)の速度過程を直接観測することに初めて成功した。反応速度定数は5℃で3-5 s^<-1>であり、これはストップトフロー蛍光スペクトルにより観測したトリプトファンTrp挿入変異体(Y485W)の第二相の速度定数と同じであった。(2)上の結果より、蛍光スペクトルで観測された第一相はT状態への非協同的なATPの結合、第二相がT⇔Rのアロステリック転移であることがわかった。速度論的アロステリックモデルを用いてすべての結果を合理的に説明することができた。T状態、R状態、及び、アロステリック転移の遷移状態におけるATPの結合定数や速度論的パラメータが定量的に明らかになり、遷移状態の構造がR状態の構造に近いことがわかった。(3)ストップトフロー蛍光スペクトルを用いて、SNase(pro-)にA69Tの変異を導入した変異体の酸変性状態からの巻き戻り反応をGroEL非存在下と存在下で行い、両者を比較した。GroEL存在下では巻き戻り反応がGroELと結合したまま進行し、SNaseのフォールディングのエネルギー地形そのものがGroELとの結合により変わることが明らかとなった。この結果は分子シャペロンであるGroELが標的蛋白質のフォールディングエネルギー地形を変えることを直接示した最初の例である。

The study of molecular mechanisms of molecular processes is an important topic in the basic biological sciences, as is the understanding of the relationships between proteins and intracellular life phenomena in physicochemical assays. In this study, the methods of velocity theory for X-ray small angle scattering are used: (1) ATP of GroEL,(2) structural shift,(3) suspected wild-type,(4) structural shift,(5) structural shift,(6) structural shift,(7) structural shift,(8) structural shift,(9) structural shift,(9) structural shift,(10) structural shift,(11) structural shift,(12) structural shift,(13) structural shift,(14) structural shift,(15) structural shift,(16) structural shift,(17) structural shift,(18) structural shift,(19),(19) structural shift,(19) structural shift,((SNase(pro-)) and target protein evolution and growth The following results were obtained. (1)X-ray scattering method is used to directly measure the velocity process of GroEL (T state) and R state). The <-1>velocity of the second phase is determined by the same parameter as the velocity of the second phase (Y485W). (2)As a result, the first phase of ATP binding and the second phase of ATP binding in the opposite T state are detected. The speed theory is very important to explain the results of the study. T state, R state, and transition state. ATP's combination of fixed number and velocity theory. (3)The difference between A69T and GroEL is introduced in the presence of SNase(pro-). GroEL exists in the presence of a combination of GroEL and SNase, and the combination of GroEL and SNase. The result is that the molecular weight of the protein is reduced.

项目成果

M.Arai: "Fast Compaction of alpha-lactalbumin During Folding Studied by Stopped-Flow X-ray Scattering"J. Mol. Biol.. 321. 121-132 (2002)

M.Arai：“通过停流 X 射线散射研究折叠过程中 α-乳清蛋白的快速压缩”J。

K.Kuwajima: "The use of the time-resolved X-ray solution scattering for studies of globular proteins"Spectroscopy : an international J.. 16. 127-138 (2002)

K.Kuwajima：“使用时间分辨 X 射线溶液散射研究球状蛋白质”光谱学：国际 J.. 16. 127-138 (2002)

K.Kuwajima: "Chaperone-Affected Folding of Globular Proteins"J. Biol. Phys.. 28. 77-93 (2002)

K.Kuwajima：“分子伴侣影响的球状蛋白折叠”J。

桑島 邦博: "蛋白質フォールティングの2つの描像:普遍的描像は可能か?"蛋白質 核酸 酵素. 47・6. 657-662 (2002)

Kunihiro Kuwashima：“蛋白质折叠的两张图片：通用图片可能吗？” 47・6（2002）。

K.Kuwajima: "The Role of the Molten Globule State in Protein Folding : The Search for a Universal View of Folding"Proc. Indian Nat. Sci. Acad.. 68. 333-240 (2002)

K.Kuwajima：“熔球状态在蛋白质折叠中的作用：寻找折叠的普遍观点”Proc。