バクテリオロドプシンの変性キネティクス

细菌视紫红质的变性动力学

基本信息

批准号：
02680218
负责人：
美宅成樹
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1990
资助国家：
日本
起止时间：
1990 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

膜タンパク質系は機能的に大変高度なものが多い。しかし、膜タンパク質の構造形成についてはまだ情報が乏しい状態である。つまり、X線回析など構造解析が進んでいないだけではなく、構造形成機構を調べるための変性実験などもまだほとんで行われていない。そこで本研究では、バクテリオロドプシンを例として、膜タンパク質の変性挙動を詳細に調べ、膜タンパク質の立体構造形成機構を明らかにすることを目的としている。変性実験において重要なことは、次の2つのことを明らかにすることである。1つは変性状態の構造がどういう構造をとっているか、もう1つは変性するときにどういう結合が切れるかということである。前者、つまり変性状態の構造の特徴を明らかにするには円二色性(CD)、蛍光、光吸収などのスペクトル測定を用いる。バクテリオロドプシンはレチナ-ルを含んでおり、その光吸収だけでも変性点を検出することができる。そして、二次構造の有無、三次構造の有無などは主としてCD測定により評価する。後者には、親水基や疎水基などが異なる種々の有機溶媒を用い、それらの比較から相互作用を推定する。平衡状態の研究から、アルコ-ルなどの有機溶媒による変性には膜内の水素結合性基の濃度が本質的であり、変性時には三次構造が壊れることがわかった。このことから、三次構造の形成には水素結合が重要である。さらに、熱変性のキネティクスの測定を種々の温度で行った結果、活性化エネルギ-は約30kcal/molであった。それを水素結合の数に換算すると、10個くらいとなり、最近わかったバクテリオロドプシンの分子構造からの評価とほぼ同じである。このことからも膜タンパク質の立体構造の形成には膜内の水素結合が重要であるということが確認された。

许多膜蛋白系统在功能上是高度先进的。但是，有关膜蛋白结构形成的信息仍然缺乏信息。换句话说，不仅没有进行X射线衍射之类的结构分析，而且很少有针对性的实验来研究结构形成机制。因此，在这项研究中，我们旨在以细菌紫红素为例，详细研究膜蛋白的变性行为，并阐明形成膜蛋白三维结构的机制。定性实验的关键是澄清两件事：一个是变性状态的结构，另一种是变性时的键断裂。光谱测量值（例如圆形二色性（CD），荧光和光吸收）用于表征前者或变性态。细菌紫红素含有视网膜，仅光吸收可以检测到变性点。二级结构的存在或不存在，主要通过CD测量评估了三级结构等。对于后者，使用了各种具有不同亲水性基团和疏水基团的有机溶剂，并根据这些基团的比较来估计相互作用。对平衡状态的研究表明，膜中氢键基团的浓度对于使用诸如酒精之类的有机溶剂变性至关重要，并且在变性过程中，三级结构被损坏。因此，氢键对于三级结构的形成很重要。此外，在各种温度下测量热变性的动力学，活化能约为30 kcal/mol。当转换为氢键的数量时，它大约是10，这几乎与最近评估的细菌淡季分子结构相同。这也证实，膜内的氢键对于形成膜蛋白的三维结构很重要。