古細菌型レチナール蛋白質の吸収波長制御機構

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セミランダム変異導入による吸収波長制御部位の同定2003年,我々は,BRとppRの様々なキメラ蛋白質を作製し,それぞれの吸収波長を比較検討した.その結果,ヘリックスDとEの相互作用による効果が吸収波長制御の主要因であることが明らかとなった[Shimono et al.(2003) J. Biol. Chem.,276,23882-9.].そこで昨年度は,ヘリックスDとEのアミノ酸残基から吸収波長制御部位を同定するためにセミランダム変異導入法を適応し,ヘリックスDについては4種の長波長シフトした変異体を得た.一方,Eヘリックス側の相互作用部位については,セミランダム変異により,大きな長波長シフトした変異体を単離できなかった.しかしセミランダム変異体のアミノ酸配列の解析から,N末端側領域(124-132)の重要性が示唆された.そこで今年度は,セミランダム変異導入法によって得られた長波長シフトした4種のDヘリックス部位変異遺伝子を鋳型としてランダムに変異を導入することにより,吸収波長制御部位の同定を試みた.その結果,Dヘリックスにおいて長波長化を再現できる最少変異であると思われる部位(I101L, N105D, V108M, M109I, A111T)を同定した.ヘリックスEFGがBR型であるキメラ蛋白質(BREFG)に対し,それらの部位の変異を施したところ長波長化が確認された(λmax,540nm).従ってこれら5つの部位がEヘリックスとの相互作用により吸収波長制御に関与しかつ重要であると考えられる.またループ部位の関与(5nm)も明らかとなり,点変異体の結果からP119K, G120Vの2か所の部位の変異がヘリックスDまたはEに作用して長波長化が引き起こされると考えられる.