巨大モーター蛋白質ダイニンのX線構造解析

巨运动蛋白动力蛋白的 X 射线结构分析

基本信息

批准号：
20051006
负责人：
栗栖源嗣
金额：
$ 4.48万
依托单位：
Osaka University (2009)The University of Tokyo (2008)
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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

細胞質ダイニンの微小管と結合する領域は、長いcoiled-coil領域によってATPの加水分解を行う球状ドメインと繋がれている。この微小管と結合するドメイン(coiled-coil領域を含む)はストークドメインと呼ばれている。100Aを超える長さを持つcoiled-coil構造が微小管結合とATPの加水分解という2つの連動したイベント情報を相互に伝えていることは間違いないが、その情報伝達の構造基盤については明らかになっていない。そこで、DynMDの結晶化と並行してダイニンストークドメインのX線結晶解析を行っている。再現性良く棒状の結晶を得ることに成功し、ゆっくり3日間かけて結晶化ドロップの状態で抗凍結剤を導入したSe-Met置換体結晶を使って3.2A分解能の良質のMADデータを収集した。MAD法により初期位相を決定することに成功し、coiled-coil領域の電子密度図を得ることに成功している。ダイニンのcoiled-coilは、一本のαヘリックスが真っ直ぐな構造をしており、対照的にもう一本のヘリックスが非常に湾曲した構造をとっていた。我々の結晶では、ストークヘッドの構造がハッキリしなかったが、Se-Metの位置からcoiled-coilの相対配置を特定できている。研究期間中にUCSFのR. Vale等のグループが世界に先駆けてマウス細胞質ダイニンのストークヘッドの結晶構造を発表した(Science 2008)。Vale等の構造と我々の構造とでは,coiled-coilの組合せが11残基ずれた関係にあった。このことは,coiled-coil構造を使った情報伝達の分子機構と相関があると考えられる。今後も,様々なコンストラクトを使って、この情報伝達機構に迫っていきたい。

细胞质动力蛋白的微管与长盘绕螺旋区域进行ATP水解的球状结构域连接。与该微管结合的域（包括盘绕螺旋区域）称为Stoke域。毫无疑问，长度超过100a的盘绕线圈结构彼此传达了两个链接的事件信息：微管键合和ATP水解，但是该信息传输的结构基础尚未澄清。因此，Dynein Stoke结构域的X射线晶体学与Dynmd的结晶并行进行。我们成功地获得了具有良好可重复性的棒状晶体，在3天的时间内，我们使用SE-MET替代晶体以3.2a的分辨率收集了高质量的MAD数据，该晶体使用具有抗晶体引入的抗晶体晶体的抗晶体晶体以结晶状态下。初始阶段通过MAD方法成功确定，并成功获得了盘绕螺旋区域的电子密度图。 Dynein的盘绕螺旋具有一个直的结构，其中一个α螺旋螺旋，而另一个螺旋的结构非常弯曲。在我们的晶体中，Stokehead的结构尚不清楚，但是可以从SE-MET位置确定盘绕线圈的相对排列。在研究期间，一组UCSF R. Vale等人。首先是呈现小鼠细胞质动力蛋白Stokehead的晶体结构（Science 2008）。 Vale等人的结构。我们的结构与盘绕盘的组合有11个残基的关系。这被认为与使用盘绕圈结构的信息传输的分子机理相关。将来，我们希望继续使用各种构造来仔细研究这种信息传输机制。