膜4回貫通型蛋白質テトラスパニンの細胞外ドメインの構造生物学的研究

四跨膜蛋白四跨膜蛋白胞外结构域的结构生物学研究

• 批准号: 14780510
• 负责人: 北所 健悟
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14780510/
• 关键词: 膜4回貫通型蛋白質Tetrasapnin; CD81タンパク質; CD9タンパク質; X線構造解析; ウイルスレセプター; 受精; タンパク質結晶化; HCV結合部位; 膜4階貫通型タンパク質Tetrasapnin

膜4回貫通型蛋白質であるテトラスパニン(Tetraspanin)は接着因子であるインテグリン等と複合体を形成し、また各々違ったテトラスパニン同士で互いに相互作用していることから、"Tetraspan Web"という細胞膜上でのネットワークを形成すると示唆されている。このテトラスパニンの細胞膜上における機能については不明であったが、最近、この蛋白質群がウイルス感染や受精などの主として細胞融合に関わる重要な役割を果たしていることがわかってきている。テトラスパニンのうち、CD81タンパク質は、C型肝炎ウイルス(HCV)のエンベロープ蛋白質(E2)に結合することから、その感染との関わりが示唆されている。CD81と非常に構造的に近い蛋白質であるCD9は、受精における重要な役割を果たしており、精子の認識に関わるレセプターであることが示唆されている。本研究では、テトラスパニンの細胞外ドメインの立体構造を決定し、構造の詳細を検討比較することにより、構造生物学的観点から、テトラスパニンの立体構造と機能の関係を解明することが目的である。CD81分子は236個のアミノ酸からなる4回膜貫通型の膜蛋白質であり、2つの細胞外領域(LELおよびSEL)がある。CD81のLEL/SEL複合体結晶については、SELの共存下でLELの結晶化スクリーニングの結果、MPDを沈殿剤とした場合に、以前得られた2種類のLEL結晶とは全く晶系の異なる結晶が得られた。これを用いてSpring-8の蛋白研ビームラインBL44XUにて2.0Å分解能のX線回折データを収集した。この結晶は、晶系がRhombohedralに属し、a=b=59,c=143Åであり、2.OÅ分解能までのデータで、Rsymが、7.8%,Completenessが99.9%であった。現在、重原子同系置換法によって構造解析を行っている。またCD9については、分子モデリングの手法を基にして、CD81-LELの座標を使って、構造予測を行った。その結果、C9タンパク質は、CD81との比較により、D-ヘリックス部分の構造が顕著に異なっており、CD9においてもこの領域が受精の際に精子を認識する上で重要な役割を果たしていることが示唆された。

Tetraspanin, a membrane 4-loop protein, interacts with each other to form a complex of adhesion factors, such as "Tetraspanin Web" and "Tetraspanin Web." The function of this protein group on the cell membrane is unknown, recent, and important for cell fusion. CD81 protein, hepatitis C virus (HCV) protein (E2) binding protein, and infection related protein. CD81 is a highly structured protein that is important for fertilization and sperm recognition. The purpose of this study is to determine the spatial structure of the extracellular surface of the molecule, to discuss and compare the detailed structure, and to clarify the relationship between the spatial structure and function of the molecule. CD81 molecule contains 236 amino acids, 4 membrane-penetrating membrane proteins and 2 extracellular domains (LEL). CD81 LEL/SEL complex crystallization under the blue shift of LEL crystallization results, MPD deposition in the case, previously obtained two kinds of LEL crystals and full crystal system different crystals. This is the first time that Spring-8 protein research has been used. The crystal system is Rhombohedral, a=b=59,c=143 Now, heavy atom homologous substitution method is used for structural analysis. CD9, molecular, molecular, molecular The results show that the structure of C9-C9-

项目成果

北所健悟: "精子と卵子を融合させる膜4回貫通型レセプターCD9の構造生物学的研究"上原記念生物科学財団研究報告集. 17. 46-49 (2003)

Kengo Kitasho：“CD9（一种融合精子和卵子的四次跨膜受体）的结构生物学研究”，上原纪念生物科学基金会研究报告，17. 46-49 (2003)。

Kitadokoro K., 他: "Subunit association and conformational flexibility in the head subdomain of human CD81 large extracellular loop"Biol. Chem.. 9. 1447-1452 (2002)

Kitadokoro K.等人：“人CD81大细胞外环的头部子结构域中的亚基关联和构象灵活性”Biol. 9. 1447-1452 (2002)

北所健悟: "C型肝炎ウイルスレセプターCD81の細胞外ドメインの立体構造"生物物理学会誌. 240. 75-78 (2002)

Kengo Kitasho：“丙型肝炎病毒受体 CD81 胞外结构域的三级结构”，《生物物理学会杂志》240. 75-78 (2002)。

北所健悟: "HCVワクチン開発のためのCD81の構造生物学的研究"ウイルス. (印刷中). (2004)

Kengo Kitasho：“用于 HCV 疫苗开发的 CD81 的结构生物学研究”病毒（2004 年）。

Kitadokoro K., et al.: "Structural Biology of Diphteria Toxin Vaccine."Spring-8 User Experiment Report. (印刷中). (2004)

Kitadokoro K. 等人：“白喉毒素疫苗的结构生物学”。Spring-8 用户实验报告（2004 年出版）。