細胞質性ダイニンの微小管結合部位の研究

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ダイニンはモータードメインから突き出したストークと呼ばれる構造により微小管と結合する。ストークを形成するのは逆平行コイルドコイルからなる棒状構造とその先端にある微小管結合領域である。ATP加水分解に伴うダイニン頭部の構造変化は,何らかの方法により,ストーク先端にある微小管結合領域の構造変化に変換されるはずである。その変換機構においてダイニンストークが何らかの機能を果たしている可能性が高い。本研究では,ダイニンストークの性質を調べる実験を行った。まず,マウス細胞質性ダイニンのストークを大腸菌の組換えたんぱく質として発現精製し,微小管との結合実験を行った。その結果,コイルドコイルの長さによりストークと微小管との結合の強さが変化することがわかった。一方,クラミドモナス鞭毛ダイニンについても同様の研究を行った。クラミドモナスのSup^<pf>1突然変異株は鞭毛外腕ダイニンβ重鎖のストークを部分的に欠損している。中心対微小管(CP)やスポーク(RS)を欠失したクラミドモナスの変異株は非運動性であるが,これらの変異株とSup^<pf>1株との二重変異株は運動性を回復する。運動性回復の原因を調べるために,外腕ダイニンβ重鎖の野生型およびSup^<pf>1変異型のダイニンストークにおいて微小管との結合の強さを比較したところ,変異型ストークは野生型ストークよりも強く微小管に結合できることがわかった。CP/RSがない場合,野生型ダイニンは微小管との結合が弱くなってしまって鞭毛の運動性がなくなるが,変異型ダイニンでは微小管との相互作用が野生型のものよりも強くなって,CP/RSがなくても運動性をもつのではないかと考えられた。以上2つの結果から,コイルドコイルの領域には微小管結合領域と微小管の相互作用の強さを調節する機能があることが示唆された。