情報伝達に関わる蛋白質の溶液構造の動態 -X線溶液散乱による研究

参与信息传递的蛋白质的溶液结构动力学 - 利用 X 射线溶液散射进行研究

• 批准号: 10179208
• 负责人: 片岡 幹雄
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10179208/
• 关键词: Photoactive Yellow Protein; 光構造変化; X線溶液散乱; Grb 2; 分子間情報伝達

PYPは紅色光合成細菌の光走性の光受容体である。ロドプシンなど多くの光受容体が膜蛋白質であるのに対し、PYPは水溶性であるという特徴を持っている。我々はPYPによる光情報変換の分子機構を理解するために、光吸収に伴うPYPの構造変化の検出、PYPの標的蛋白質の同定と精製を目的として研究を行った。PYPの暗黒下及び光照射中でのX線溶液散乱実験を行った。その結果、PYPは光吸収により慣性半径が2A程度増加することが明らかになった。この事実は、PYPの光反応中間体において、蛋白質全体にわたる構造変化があることを示唆する。PYPの標的蛋白質は現在同定されていない。我々は既にPYP遺伝子の上流に高度好塩菌のsRのトランスデューサーに類似した配列があることを見出している。しかし、これがPYPの標的蛋白質であるかどうか検証できないため、光照射によりPYPに特異的に結合する蛋白質を検出することを試みた。この目的のためにPYP力ラムを調整し、長寿命のM中間体ができるpH領域で、光照射の有無により、溶出パターンを調べた。その結果、光照射により特異的にカラムに結合する両分を得ることができた。標的蛋白質の候補と考え、現在、さらに精製を進めている。細胞内情報伝達に重要な役割を果たすGrb2のX線溶液散乱実験を行った。Grb2の散乱データから得られた距離分布関数は、結晶構造に基づき計算した距離分布関数とは一致していない。最大長や慣性半径も観測値の方が、計算値よりもかなり大きい。これらの結果は、二つのSH3ドメイン間の距離が、結晶中よりも溶液中で広がっていることが示唆される。現在、溶液散乱データを説明できる溶液構造モデルを構築中である。

PYP是红色光合细菌的光性光感受器。虽然许多光感受器（如视紫红质）是膜蛋白，但PYP的特征是水溶性。为了了解PYP的光学信息转化的分子机制，我们进行了研究，目的是检测与光吸收相关的PYP的结构变化，鉴定和纯化PYP的靶蛋白。 X射线溶液散射实验是在PYP和光照射下进行的。结果，发现PYP的惯性半径由于光吸收而增加约2a。这一事实表明，PYP的光反应中间体中的整个蛋白质中存在结构变化。当前尚未鉴定出PYP的靶蛋白。我们已经发现，有一个与PYP基因上游高度卤代SRS的传感器相似的序列。但是，由于无法验证这是否是PYP的靶蛋白，因此我们试图检测一种特异性通过光照射与PYP结合的蛋白质。为此，调整了PYP力RAM，并在可以形成长寿M中间体的pH区域中检查了洗脱模式，具体取决于存在或不存在光照射。结果，通过光照射获得了特异性结合的两个组件。考虑到它是目标蛋白的候选者，目前正在进一步纯化。在细胞内信号传导中起重要作用的GRB2的X射线溶液散射实验。从GRB2的散射数据获得的距离分布函数与基于晶体结构计算的距离分布函数不一致。惯性的最大长度和半径也明显大于计算值。这些结果表明，两个SH3域之间的距离在溶液中比晶体更宽。我们目前正在建立一个可以解释解决方案散射数据的解决方案结构模型。

项目成果

Yuji O.Kamatari: "The compact and expanded denatured conformations of apomyoglobin in methanol-water solvent" Protein Science. (印刷中). (1999)

Yuji O.Kamatari：“甲醇-水溶剂中的脱肌红蛋白的紧凑和扩展变性构象”蛋白质科学（1999 年）。

Toshihiko Oka: "Conformational change of helix G in the bacteriorhodopsin photocycle:" Biophysical Journal. 76. 1018-1023 (1999)

Toshihiko Oka：“细菌视紫红质光循环中螺旋 G 的构象变化：”生物物理学杂志。

Norio Hamada: "The analysis of light-induced conformational change of photoactivie protein" Photomedicine and Photobiology. (印刷中). (1999)

Norio Hamada：“光敏蛋白构象变化的分析”《光医学和光生物学》（出版中）。

Mikio Kataoka: "Low energy dynamics of globular proteins studied by inelastic neutron scattering" Journal of Physcal Chemistry of Solid. (印刷中). (1999)

Mikio Kataoka：“通过非弹性中子散射研究球状蛋白质的低能动力学”固体物理化学杂志（1999 年）。

Toshiaki Kakitani: "Deuterium substitution effect on the excited-state dynamics of rhodopsin" Journal of Physical Chemistry B. 102. 1334-1339 (1998)

Toshiaki Kakitani：“氘取代效应对视紫红质激发态动力学的影响”物理化学杂志 B. 102. 1334-1339 (1998)