X線結晶構造解析による26Sプロテアソーム蛋白質分解酵素複合体の構造及び機能解析

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26Sプロテアソームは分子量250万、総サブユニット約70(約35種類)の巨大なプロテアーゼ複合体である。本酵素はタンパク質分解活性を持つ20Sプロテアソームの両端に、ユビキチン鎖の認識、タンパク質のアンフォールディング、ユビキチン鎖の除去などの役割を有する19S制御タンパク質複合体(Rpt1-6, Rpn1-3, 5-13, 15)が2分子会合した状態で存在し高度な機能を獲得している。超分子複合体を形成することにより獲得されたプロテアソームの高度な機能の理解を目指し、プロテアソーム及び関与するタンパク質群のX線結晶構造解析および機能解析を行った。26Sプロテアソームの結晶化では酵母を用いた発現系及び結晶化条件の検討により微結晶の作製に成功した。また、プロテアソーム四次構造形成において、特異的に働く専用シャペロンタンパク質の存在が報告されており、機能解明を目的としてシャペロンタンパク質のX線結晶構造解析を行った。解析は19S制御タンパク質複合体シャペロンであるRpn14の結晶化を行い単独状態の立体構造を決定した。その結果、Rpn14はβプロペラ構造を形成していた。また、決定した立体構造をもとにシャペロンタンパク質によるRptタンパク質認識機構の解析を行い、Rpn14の酸性表面とRpt6の塩基性表面の相補的な電荷分布が複合体の形成に重要であることを、変異体を作製した解析により明らかにした。