PASドメイン類似タンパク質PYPの相互作用解析

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PASドメイン構造を有したタンパク質は生物界に広く分布しており、遺伝子転写調節の環境センサーや、タンパク質間相互作用部位として働いていると考えられている。本研究では、PASドメインのプロトタイプと考えられるPhotoactive Yellow Protein(PYP)を用いてPASドメインに見られる構造の類似と機能の相関、またさまざまな機能を産む多様性の仕組みを明らかにすることを目的としている。そのために、PYPの相互作用分子の単離と同定、相互作用様式の解析を試みた。PYPの光反応では、活性化中間体としてM中間体が考えられている。M中間体は、光吸収後、数百マイクロ秒で生成してその後約100ミリ秒で元の状態に戻る。そこで、M中間体の崩壊時定数の変化を元に、菌体の抽出物中の相互作用分子を探索した。イオン交換、ゲルろ過カラムなどの分画をもとに、M中間体の崩壊寿命に変化を示す画分を抽出した。抽出された画分との光反応では、PYPM中間体に相当する中間体に変性状態に近い短波長シフトした成分を含み、イオン強度の変化などとは異なる光反応を示した。この短波長成分は、イオン強度依存的に低下しており、静電的相互作用に基づく相互作用が存在していると考えられる。この菌体抽出物にはDNAとタンパク質の複合体が存在しており両者を分離することが現在までのところできていない。このことはPYPの相互作用にDNA結合タンパク質が関与している可能性を示している。またPYPの活性化状態の構造変化を分子レベルで解析しN末端部位が重要な役割を担っていることも明らかになった。