ボーマン・バーク型プロテアーゼ・インヒビタータンパク質の結晶構造と機能の研究

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本研究は, 生物界に広く分布するタンパク質分解酵素のうち, セリン・プロテアーゼの機能を抑止するボーマン・バーク型阻害タンパク質(インヒビター)の構造と機能を研究し, その生物学的役割を解明しようとするものである. 本インヒビターは豆類に多く見られる, アミノ酸60〜80の小さいタンパク質であるが, 二つの独立な阻害部位をもち, 特異な組成をもっている. 現在, あずきおよびピーナッツから得られたインヒビターのX線結晶構造解析がほぼ順調に進行している.1.あずきインヒビターAB-Iとトリプシンの複合体結晶の解析:放射光X線を用いて, 2.3〓分解能の強度データを測定した. 構造を精密化した結果水分子140個も含めて, R=0.20というかなり良い結果が得られた. しかしながら, インヒビターのうち, 構造が明らかになったのは, そのトリプシン阻害部位だけで, キモトリプシン阻害ドメインは乱れが激しく, 構造を確定できなかった. トリプシンの活性中心とインヒビターの結合部位の構造は明確になり, 数本の水素結合と多くのファン・デル・ワールス結合があり, 安定な複合体ができあがっていることが分かった. この安定な結合のために, 加水分解の進行に必要な構造変化がおこり難いのが, 阻害機能の存在理由である. トリプシンそのものの構造は単体のそれと大きな差は見られなかった. 2.ピーナッツ・インヒビターA-IIの解析:やはり2.3〓分解能の解析が進行中である. 3.3〓分解能の解析では, 主鎖へ構造が明らかになったが, 細部の検討ができなかった. 現在, 側鎖の構造, 結晶水などもとりいれた精密化をすすめている. 構造の主な特徴はあずきのAB-Iのそれとよく似ている. 3.A-IIとキモトリプシンの(2:2)複合体の解析:良好な結晶が得られ, 放射光X線でX線回析データを測定し, 解析をすすめている.