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マイクロ秒分割分光装置を用いた蛋白質の折り畳み機構の解明

使用微秒分辨率光谱阐明蛋白质折叠机制

基本信息

批准号：
03J05176
负责人：
木村哲就
金额：
$ 1.15万
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：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

蛋白質の立体構造形成(折り畳み)機構を解明するためには、その折り畳みダイナミクスを明らかにする必要があり、これまでヘリックスを含む蛋白質の折り畳み機構に関する研究が進んできた。一方、蛋白質の立体構造の形を特徴付けるもう一つの二次構造であるβシートを含む蛋白質の折り畳み機構は未解明の問題として残されてきた。そこで、βシート構造を含む蛋白質である一本鎖モネリン(SMN)の、pH-jumpに伴う折り畳み過程をマイクロ秒分割X線小角散乱・円偏光二色性分光・蛍光・FTIRによって追跡した。その結果、時定数14msと1sの二相性の指数関数に加えて、300μ秒以内にコンパクトになった状態の存在が示唆された。この結果はSMNの折り畳み過程には少なくとも2つの中間体が存在することを意味する。初期中間体は最終的な構造である天然状態構造とよく似た形をしているものの、二次構造をほとんど形成していないことが明らかとなった。さらに、後期中間体は天然状態と同じ形と大きさを持つものの、βシートだけが未だに形成していない構造をとることがわかった。以上の結果から、βシートを含む蛋白質は、初期に特異的な収縮を起こし、収縮したドメインの中で正確な相互作用の相手を探索し、水素結合ネットワークを形成するという機構によって折り畳むことを明らかとした。この結果はMD計算による予測と良い一致を示している。今回の測定で明らかとした、「収縮・探索機構」はヘリックスのみから構成される蛋白質の折り畳み機構もよく説明することから、自発的に折り畳む蛋白質に共通の機構だと考えられる。本研究は2005年2月22日発行の米国科学アカデミーPNAS誌にて発表されている。

The mechanism of protein three-dimensional structure formation is necessary to understand the protein three-dimensional structure formation. The shape and characteristics of the three-dimensional structure of a protein are not solved by the secondary structure of a protein. The structure includes protein, protein, pH-jump, protein, protein, The result is that the exponential relationship between the two phases of the time limit of 14ms and 1s is increased, and the existence of the state of the time limit of 300μ s is indicated. The results indicate that SMN is an important intermediate in the synthesis of SMN. The initial intermediate is the final structure. The structure in the natural state is similar to that in the secondary structure. The intermediate in the late stage is in the same state as that in the late stage. The above results include the discovery of the correct interaction between protein and protein in the early stages of protein synthesis, protein synthesis and protein synthesis, and the formation of protein binding mechanisms. The results are consistent with MD calculations. The present assay is based on the analysis of protein structure and protein common structure. This study was developed in the journal PNAS, an American scientific journal launched on February 22, 2005.