X線結晶構造解析学的手法を用いたHomer1cによる受容体集積機構の解明

使用X射线晶体学方法阐明Homer1c受体积累机制

• 批准号: 02J01835
• 负责人: 入江 克雅
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J01835/
• 关键词: 構造生物学; 結晶構造解析; シナプス後肥厚部; 受容体集積機構; 足場タンパク質

Homer1cはシナプス伝達に関わる多くの機能分子が集積している後シナプス肥厚部(PSD)に代謝型グルタミン酸受容体やIP_3受容体(IP_3R)などを局在・集積させる足場タンパク質である。本研究の目的はHomer1cによる膜タンパク質のPSDへの局在・集積化機構を立体構造に基づいて明らかにすることである。これまでに、Homer1cのHomer1ファミリー保存領域(CRH1:Conserved Region of the Homer 1 families)の構造を決定し、集積制御機構のモデルを提唱した。そこで次に、結合相手と複合体を形成することによるHomer1cの構造変化を明らかにすることで、提唱した集積制御機構を明らかにできると考え、結合相手にIP_3Rを選択し複合体の三次元構造解析を開始した。その結果、IP_3RのHomer1cの結合領域とIP_3の結合領域とを含む細胞内領域であるIP_3R_<1-604>の精製条件を検討し大量調製を可能にした。さらに、還元剤にトリス(2,-カルボキシエチル)フォスフィン(TCEP)、溶液中の塩に硫酸ナトリウムを用いることで、溶液中での均一性が増すことを明らかにした。複合体の形成による構造変化を比較することと、単体の構造解析によって得られる立体構造に基づくことでIP_3R細胞内領域のCRH1との複合体を形成する最適な領域を決定できるため、このタンパク質試料を用いてIP_3R_<1-604>単体の結晶化を行った。その結果、0.1M Hepes-NaOH(pH7.5),2.0Mギ酸アンモニウム,3%メタノールの結晶化条件で偏光を示す針状結晶が得られた。現在は、この針状結晶を回折実験が行える大きさにするために、結晶化条件の最適化を行っている。

Homer1c has a wide range of functional molecules that are involved in the accumulation of protein, such as the hypertrophic portion (PSD), the metabotropic acid receptor and the IP_3 receptor (IP_3R). The purpose of this study is to improve the quality of the PSD system and its spatial structure. The structure of CRH1:Conserved Region of the Homer 1 families was determined and the integrated control mechanism was proposed. The structural analysis of Homer1c in combination with IP_3R in combination with IP_3R in combination with IP As a result, the binding domain of IP_3R and Homer1c, the binding domain of IP_3 and <1-604>the refining condition of IP_3R, including intracellular domain, are discussed. In addition, the reduction factor is (2,-)(TCEP), and the sulfuric acid in solution is (2, -)(TCEP), and the homogeneity in solution is increased. The structure of the complex formation was compared with that of the single crystal. The structure of the single crystal was analyzed. The three-dimensional structure was determined. The optimal domain for the formation of the complex was determined. The crystallization of the IP_3R single <1-604>crystal was performed. As a result, 0.1M Hepes-NaOH(pH7.5), 2.0M hydrochloric acid and 3% aqueous solution were obtained under different crystallization conditions. The optimization of crystallization conditions is carried out in the process of crystallization.

项目成果

Katsumasa Irie: "Crystal structure of the Homer 1 family conserved region reveals the interaction between the EVH1 domain and own proline-rich motif"Journal of Molecular Biology. 318. 1117 (2002)

Katsumasa Irie：“Homer 1 家族保守区的晶体结构揭示了 EVH1 结构域和自身富含脯氨酸基序之间的相互作用”《分子生物学杂志》。