プレフォルディンとII型シャペロニンによるタンパク質フォールディング機構の解明

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我々はII型シャペロニンとそのCo-chaperoneであるプレフォルディンによるタンパク質フォールディング機構の解明を目標に研究を進めている。具体的には超好熱性古細菌Pyrococcus horikoshii由来シャペロニン(PhCPN)及びプレフォルディン(PhPFD)を組み換え体として大腸菌で生産し、in vitroで機能解析を行っている。本年度はプレフォルディンの基質及びシャペロニン結合部位の同定、シャペロニンとの協調機構に関する研究を行った。メタン生成古細菌由来プレフォルディンのX線結晶構造から各サブユニットのN及びC末端が変性タンパク質の結合に関与していることが示唆されている。そこで、PhPFDの各サブユニットの末端を除去し変異体を作成し、機能への寄与を解析した。PhPFDβC末8残基欠損体で基質タンパク質結合能力が低下し、5残基欠損体では低下が見られなかった事から、PhPFDβのC末6-8残基部分の存在が、基質タンパク質をアレストする認識に、重要であることが示された。また、βのN末欠損体でも基質タンパク質結合能力が低下した。PhPFDαは、末端部分欠損体では基質タンパク質結合能力が低下しないが、コイル構造部分まで深く欠失させた変異体(tc24tn17α)で結合能が失われていた。また、αC末8残基欠損、βC末5残基欠損したPhPFDは、基質タンパク質結合能の低下に影響がみられなかったがシャペロニンへの結合能が低下した。PhCPNとPhPFDとの協調機構を変性IPMDH(Thermus thermophilus由来イソプロピルリンゴ酸脱水素酵素)のリフォールディングにより解析したところ、PhCPN単独よりもPhPFDが共存した場合に高い効率でリフォールディングしたことから、PhPFDとPhCPNが協調してタンパク質フォールディングを行っていることが証明された。