シャペロニンの機能発現の速度論

伴侣蛋白功能表达的动力学

• 批准号: 15032208
• 负责人: 桑島 邦博
• 金额: $ 2.69万
• 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: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15032208/
• 关键词: 分子シャペロン; シャペロニン; X線小角散乱; フォールディング; 蛍光スペクトル; 速度論; ストップトフロー法; ATP

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,シャペロニンの作用の分子機構を明らかにすることを目標とする。以下の成果が得られた。1.最近まで,大腸菌シャペロニンGroELのアロステリック転移の速度論に関しては,定性的な実験結果を基に互いに矛盾した複数のモデルが提出されていたため,混乱が続いていた。特に,もともとこの系のアロステリック転移の提唱者であったHorovitz等が転移の可逆性に関する誤った取り扱いをもとに,転移には複数の並行経路が存在し,遷移状態はATP非結合下で安定なT状態に類似していると報告したため,この混乱に拍車をかけることになった(PNAS99:14095(2002))。そこで,今回,われわれはストップトフロー・ダブルジャンプ法を用いて,アロステリック転移の可逆性に関するHorovitz等の取り扱いの誤りを指摘し,アロステリック転移が速度論的MWC(Monod=Wyman-Changeux)モデルで表され,遷移状態はATP結合下で安定なR状態に類似していることを明らかにした。2.超好熱性古細菌Thermococcusi sp.strain KS-1のグループIIαシャペロニンについて,その野生型とヘリックス突出欠損変異体のATPによる構造転移を蛍光スペクトルとX線小角溶液散乱により調べた。その結果,ヘリックス突出が,変性した標的蛋白質との結合にとって必要というよりは,むしろATPによる構造転移にとって重要であり,そのような構造転移が標的蛋白質のフォールディングを介助していることがわかった。

In this study, the method of velocity theory of X-ray small angle scattering is used to clarify the molecular mechanism of the action of X-ray small angle scattering. The following results were obtained. 1. Recently, E. coli growth rate theory is related to qualitative and quantitative results, which are contradictory to each other. In particular, Horovitz et al. report on the reversibility of migration and on the existence of multiple parallel circuits in the migration state ATP unbound stable T state (PNAS99:14095(2002)). In this paper, Horovitz et al.'s method of reversibility of migration is used to correct the error of MWC(Monod=Wyman-Changeux) table of velocity theory, and the migration state is similar to that of stable R state under ATP binding. 2. The super-good thermophilic archaea Thermococcus sp. strain KS-1 has been found to be highly resistant to ATP and to be highly resistant to ATP. As a result, the binding of the target protein to ATP is essential, and the structural shift to ATP is important.

项目成果

M.Arai: "Denaturation and reassembly of chaperonin GroEL studied by solution X-ray scattering."Protein Sci.. 12. 672-680 (2003)

M.Arai：“通过溶液 X 射线散射研究伴侣蛋白 GroEL 的变性和重组。”Protein Sci.. 12. 672-680 (2003)

K.Kamagata: "Multiple parallel-pathway folding of proline-free staphylococcal nuclease."J.Mol.Biol.. 332. 1143-1153 (2003)

K.Kamagata：“无脯氨酸葡萄球菌核酸酶的多重平行途径折叠。”J.Mol.Biol.. 332. 1143-1153 (2003)

R.Iizuka: "Role of the helical protrusion in the conformational change and the molecular chaperone activity of the archeal group II chaperonin."J.Biol.Chem.. 印刷中. (2004)

R.Iizuka：“螺旋突出在古菌 II 族伴侣蛋白的构象变化和分子伴侣活性中的作用。”J.Biol.Chem.. 出版中（2004 年）。

M.Arai: "Effects of the difference in the unfolded-state ensemble on the folding of Escherichia coli dihydrofolate reductase."J.Mol.Biol.. 329. 779-791 (2003)

M.Arai：“未折叠状态整体的差异对大肠杆菌二氢叶酸还原酶折叠的影响。”J.Mol.Biol.. 329. 779-791 (2003)

T.Inobe: "The Allosteric Transition of GroEL induced by Metal Fluoride-ADP Complexes."J.Mol.Biol.. 329. 121-134 (2003)

T.Inobe：“金属氟化物-ADP 复合物诱导的 GroEL 的变构转变。”J.Mol.Biol.. 329. 121-134 (2003)