HSP90ファミリータンパク質の基本構造とターゲット分子選択機構

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本年はストレス蛋白質HSP90に関する以下のテーマを扱った。(i)HSP90ファミリー蛋白質[HSP90、GRP94(小胞体型)、HtpG(大腸菌)]のドメイン構造の解析、(ii)HtpGのドメイン間相互作用の解析、(iii)HtpGのターゲット分子結合領域の同定である。その結果、HSP90ファミリー蛋白質は3ドメイン(N末側よりドメインA、B、C)からなることが判明した。各ドメインの機能とドメイン間相互作用を明らかにするためにHtpGに焦点を絞って検討した。まずHtpGの各ドメインを発現してドメイン間相互作用を検討した。その結果、ドメインAとドメインB、ドメインBとドメインCが結合した。ドメインB同士にも弱い相互作用があった。ドメインBのC末22残基やドメインCのC末16残基をした分子は互いのドメインとの結合能を喪失した。これらの結合のうちドメインBとドメインCの相互作用によりHSP90のダイマー構造が保たれていた。ドメインBはAとC両ドメインと同時に結合するが、そのうちドメインAとの結合はドメインBのN末側2/3が、ドメインCとの結合はドメインBのC末側1/3が担当していた。一方、ドメインBとの結合にはドメインA、ドメインCそれぞれのほぼ全領域が必要であった。HtpGはHSP90やGRP94に較べ自己重合する温度が10℃高いが、ターゲット分子結合能の獲得にも同様に10℃高い温度が必要であった。この分子シャペロン活性のターゲット蛋白質結合活性は自己重合活性とともにドメインAに局在していた。これらの結果は私たちの決定した3ドメイン構造がHSP90の機能単位であることを強く示唆する。以上、電顕観察(丸谷ら、1999)で観察されるHSP90ダイマーの4球状構造を構成する一次構造上のドメインが本研究より明らかとなった。