フォールディング・エレメント間相互作用に基づく蛋白質構造形成機構の解明

基于折叠元件之间的相互作用阐明蛋白质结构形成机制

• 批准号: 18031045
• 负责人: 新井 宗仁
• 金额: $ 4.1万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 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: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18031045/
• 关键词: 蛋白質; フォールディング; 反応速度論; ジヒドロ葉酸還元酵素; 構造形成能; 安定性; 自己組織化; 折りたたみ

蛋白質のフォールディング・エレメント(FE)とは、「主鎖の連結が天然構造形成に必須な部位」であり、蛋白質のfoldabilityの決定因子を解明する上での重要な手がかりになると期待されている。本研究では、ジヒドロ葉酸還元酵素(DHFR)をモデル蛋白質として用い、FE巻相互作用という新たな観点から、蛋白質のフォールディング機構を解明することを目的として研究をすすめている。本年度は以下の成果を得た。1.FE間相互作用の形成過程:連続フロー蛍光TCSPC法を用いて、サブミリ秒の時間域におけるDHFRのフォールディング反応を測定した結果、ミリ秒以内にFE3,FE4,FE5周辺の相互作用が部分的に形成されることが示唆された。また、FE外領域に蛍光プローブAEDANSを導入し、TrpとAEDANS間の蛍光エネルギー移動を測定することにより、ラベル導入部位周辺のFE間相互作用を観測することを試みた結果、折り畳み反応開始後30μ秒以内に、DHFRのアデノシン結合サブドメインの構造がコンパウトになっているのに対し、ループ・サブドメインはやや広がった構造をしていることが示唆された。2.FE間相互作用の効率的な形成方法の探索:FEの連結方法、FE間リンカーにおける制約を調べることを目指して研究を行った。DHFRを3つのブロックに分け、それらの連結順序を様々に変えた変異体を作成し、蛋白質の構造形成能を調べた結果、蛋白質がfoldableになるためには、FEの連結順序に制約があること、また、FE間リンカー長が可変であることなどが明らかになった。

Protein foldability determination factor (FE) is an important part of protein foldability determination factor. The purpose of this study is to investigate the interaction between DHFR and protein. The following results were achieved during the year. 1. The formation process of FE interaction: the formation process of FE interaction in the time domain of DHFR was determined by TCSPC method, and the formation process of FE interaction in the time domain of FE3,FE4 and FE5 was shown. The measurement of the optical interaction between AEDANS and Trp in the outer region of the FE is carried out within 30μ s after the initiation of the reaction. The measurement of the optical interaction between AEDANS and Trp is carried out within 30μ s after the initiation of the reaction. The most important thing is that we should pay attention to the development of the economy. 2. Exploration of the formation method of FE interaction efficiency:FE linkage method, FE interaction control, adjustment and research. DHFR is a 3-dimensional structure that can be formed as a result of protein folding, and FE is a 3-dimensional structure that can be formed as a result of FE linking.

项目成果

Submillisecond hydrophobic collapse and the subsequent slow folding of Escherichia coil dihydrofolate reductase, an alpha/beta-type protein.

亚毫秒疏水性崩溃和随后的大肠杆菌二氢叶酸还原酶（一种 α/β 型蛋白质）的缓慢折叠。

• 发表时间: 2007
• 期刊: Journal of Molecular Biology 368 (1)
• 作者: 古川 良明;金子 貢巳;山中 宏二;貫名 信行;Arai et al.
• 通讯作者: Arai et al.

Stabilization of hyperactive dihydrofolate reductase by cyanocysteine-mediated backbone cyclization.

通过氰基半胱氨酸介导的主链环化来稳定高活性的二氢叶酸还原酶。

• 发表时间: 2007
• 期刊: Journal of Biological Chemistry 282 (13)
• 作者: 古川 良明;金子 貢巳;山中 宏二;貫名 信行;Arai et al.;Takahashi et al.
• 通讯作者: Takahashi et al.

The Allosteric Transition of the Chaperonin GroEL from Escherichia coli Studied by Solution X-ray Scattering

通过溶液 X 射线散射研究大肠杆菌伴侣蛋白 GroEL 的变构转变

• 期刊: Macromolecular Res. (印刷中)
• 作者: Kuwajima;K.
• 通讯作者: K.