HMG-Iが誘導するDNA構造変形の異方的スピン相互作用による精密解析

利用各向异性自旋相互作用精确分析 HMG-I 引起的 DNA 结构变形

• 批准号: 13014208
• 负责人: 楯 真一
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Japan Advanced 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: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13014208/
• 关键词: NMR; 化学シフト異方性効果; 残余双極子効果; 異方的スピン相互作用; 液晶利用

本年度は、HMG-1により誘導されるDNA構造変形を定量的に決定するための前提となる化学シフト異方性テンソル由来の分子配向依存的な化学シフト変化の観測技術の確立と、蛋白質の^<15>N核が持つ異方性テンソル値を確定する技術の確立に焦点を絞り、以下のような研究成果を得た。1)異方的スピン相互作用を利用した^<15>N化学シフト異方性テンソル値の定量的決定昨年度まで開発してきた、bicelleが共存した蛋白質溶液に対してマジック角試料回転を適用することで異方的スピン相互作用を制御する技術を利用して、本年度は分子配向依存的な^<15>N化学シフト変化の定量的な観測を実現した。また、その値に基づいて溶液中蛋白質から^<15>N化学シフト異方性テンソル値を決定した。その値は、Δσ=-158.6ppm,η=0.14,β=18.8となった。この値は、固体NMRで決定されている値と近いが、溶液中蛋白質のスピン緩和解析から得られた値Δσ=-170ppmとは異なる値である。この違いは緩和解析法では正しい値の評価ができないことを意味する。2)TROSYシグナルの分子配向依存的シフト変化のみから分子配向軸の決定1の研究成果を受けて、分子配向依存的な等方的化学シフト変化は、分子構造が既知の場合には、NH結合軸と共にペプチド面に固定されたCSAテンソル軸の変化から十分な精度予測することができることが確認できた。このことを利用して、TROSYシグナルの変化だけから残余双極子効果を測定する方法を開発した。実際にTROSYシグナルの分子配向変化により誘導され^<15>N化学シフト変化から、分子配向軸を決定し、従来法により決定された値と比較したところ、最大3度のEuler角の違いで両者の結果は一致し、この残余双極子観測法が十分実用的であることを示した。この方法の実現により、従来のIPAPスペクトルに基づく残余双極子観測法では解析できない100kDaを超える蛋白質であっても、残余双極子観測が可能にできる。これにより、巨大蛋白質中での、基質結合によるドメイン間の配向変化などのアロステリック構造変化をNMRにより定量的に追跡することが原理的には可能である。

This year, the following research results were obtained: the establishment of chemical analysis techniques for determining the molecular alignment dependence of HMG-1 induced DNA structural variation, the establishment of techniques for determining protein nuclear anisotropy, and the establishment of conditions for determining the molecular alignment dependence of HMG-1 induced DNA structural variation<15>. 1)The <15>determination of the quantitative value of heterogeneous interaction by molecular alignment was carried out in the past year<15>. The <15>value of protein in the solution is determined by the chemical heterogeneity of the solution.その値は、Δσ=-158.6ppm,η=0.14,β=18.8となった。This value is determined by solid-state NMR. Protein in solution is determined by relaxation analysis. Δσ=-170ppm. The analysis method of violation and mitigation is used to evaluate the value of violation. 2) Determination of molecular alignment axis of TROSY system 1. The results of research on molecular alignment dependent isocube chemical transformation and molecular structure are well known. When NH binding axis is fixed, the molecular alignment axis is determined with high accuracy. This paper introduces a new method to determine the residual dipole effect by using TROSY. In practice, the molecular alignment of TROSY <15>is determined by induction, molecular alignment axis is determined by comparison, Euler angle of maximum 3 degrees is determined by comparison, and residual dipole measurement is very useful. This method is based on IPAP and residual bipolar assays. The resolution of 100kDa proteins is possible. In this case, matrix binding in large proteins is possible due to alignment changes, structural changes, NMR quantitative tracking, and the like.

项目成果

Yoshida, T., Uchiyarna, H.Shimahara, H., Kobayashi, Y.: "Solution Structure of the Ribosome Recycling Factor fom Aquifex aeolicus"Biochemistry. 40. 2387-2396 (2001)

Yoshida，T.，Uchiyarna，H.Shimahara，H.，Kobayashi，Y.：“Aquifex aeolicus 核糖体回收因子的溶液结构”生物化学。