非連続運動型のニ量体キネシン様タンパク質の運動機構の解明

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非連続運動型のキネシン様タンパク質の一つであるEg5の運動機構を解明する為に、当タンパク質研究の先駆者である英国・マリーキュリー研究所のRob Cross博士のもとで下記の研究を実施した。1)研究開始材料の作製と評価モータードメインはEg5、Coiled-coil領域は従来型キネシン由来の二量体Eg5(dEg)を遺伝子工学的に設計/作製した。大腸菌内で発現し、His-tagを用いて精製したdEgの活性を微小管の滑り運動活性測定と酵素活性測定で検討し、このコンストラクトが開始材料として適している事を確認した。2)変異体の作製と評価単量体のEg5(mEg)およびモータードメインは1つであるがdEg同様のCoiled-coil領域を持つEg5(sEg)を作製し、それらの運動活性をdEg5と比較した。両者とも分子内に1つのモータードメインを持つという共通点を持つにも関わらず、mEgがdEgの13%の運動活性を示したのに対してsEgは88%の活性を示した。この結果は、2つのモータードメイン間で強い協調性を示す連続運動型キネシンとは異なるものであった(両者に相当するコンストラクトは共に野生型の約10%の活性を示す)。つまり、非連続型の二量体キネシン様タンパク質Eg5では、運動活性におけるCoiled-coil領域の重要性と、2つのモータードメイン間の協調性の低さが示された。3)薬物の効果の解明抗癌剤として期待されている薬物(MonastrolとDimethylenastron)のdEg5の酵素活性と運動活性に対する阻害効果を検討した結果、これらの薬物はEg5の運動サイクルの中の微小管に対する強い結合状態に作用し、Eg5が引き起こす変位を減少させている事が示唆された。