圧力効果を利用した蛋白質の折り畳み機構における水分子ダイナミクスの直接観察

利用压力效应直接观察蛋白质折叠机制中的水分子动力学

• 批准号: 05J09383
• 负责人: 木村 哲就
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J09383/
• 关键词: 蛋白質; 折り畳み; フォールディング; 圧力; 電子移動; 遷移状態

生合成された蛋白質が構造を形成する「折り畳み」過程において、水分子の蛋白質鎖からの排出(脱水和)というダイナミクスが遷移状態の形成および遷移状態からの天然状態へ構造変化をする際に重要な働きをすることが計算機実験や速度論的実験から推測されている。しかし、水分子を分光学的に捉えることは非常に困難であり、脱水和の実験的証拠というのは限られてきた。平成17年度には、蛋白質の水和状態が部分モル体積に反映されることに着目し、反応速度の圧力依存性から得られる活性化体積を元に、折り畳み遷移状態が形成される際の脱水和をより直接的に検討できないか試みた。種々の圧力下での折り畳み反応追跡するために、光応答性還元剤であるNADHから酸化型チトクロムc`への電子移動反応を折り畳み反応のトリガーとして利用し、還元型チトクロムcの折り畳み反応を3.2〜4.0Mグアニジン塩酸塩存在下、1〜2000barの圧力下で追跡しました。その結果、グアニジン塩酸塩非存在下、常圧下における活性化体積は-14±8cm^3・mol^<-1>と求められた。この負の体積変化は疎水性基からの脱水和を直接的に示す実験結果である。本年度は、カリフォルニア工科大学へ渡航し、異なる形を持つ蛋白質について、常圧下での測定を行った。その結果、折り畳み過程における蛋白質の構造は単一なものではなく、複数の経路を通って折り畳むことが明らかとなった。また、異なる部分は異なる時間スケールをもって最終的な構造を形成していくことがわかった。この際、水分子が排出されすぎてしまうと、効率的な折り畳みができなくなると考えられた。

Protein biosynthesis さ れ た を が structure formation す る "fold り 畳 み" process に お い て の protein, water molecules lock か ら の discharge (dehydration and) と い う ダ イ ナ ミ ク ス が migration state の form お よ び migration state か ら の へ structural variations in natural state is changed を す る interstate に important な 働 き を す る こ と が computer be 験 や speed theory be 験 か ら speculation さ れ て い Youdaoplaceholder0. を し か し, water molecules spectroscopy に catch え る こ と は very difficult に で あ り, dehydration and の be 験 evidence 拠 と い う の は limit ら れ て き た. Pp.47-53 17 year に は の water, protein, and state が part モ ル volume に reflect さ れ る こ と に speed in し, anti 応 の pressure dependency か ら have ら れ る を yuan に activation volume, folding り 畳 み migration state が form さ れ る interstate の dehydration and を よ り direct に beg で 検 き な い か try み た. Kind of 々 の under pressure で の fold り 畳 み anti 応 tracing す る た め に, light 応 answer also yuan tonic で あ る NADH か ら acidification model チ ト ク ロ ム c ` へ の electronic mobile anti 応 を fold り 畳 み anti 応 の ト リ ガ ー と し て using し, also yuan チ ト ク ロ ム c の fold り 畳 み anti 応 を 3.2 ~ 4.0 M グ ア ニ ジ ン salt in the presence of acid salt, 1 ~ 2000 ba Under pressure, で traces ま た た. そ の results, グ ア ニ ジ ン salt acid salt, often in the presence of non 圧 under に お け る activation volume は - 14 + 8 cm ^ 3, mol, ^ < 1 > と o め ら れ た. <s:1> <s:1> negative <s:1> volume change を 疎 aqueous base ら ら <s:1> dehydration and を direct に experimental results す. This year は, カ リ フ ォ ル ニ ア engineering university へ tayouan し, different な る form を hold つ protein に つ い て, often under the 圧 で の line measurement を っ た. そ の results, folding り 畳 み process に お け る protein の tectonic は 単 a な も の で は な く, plural の 経 を tong road っ て fold り 畳 む こ と が Ming ら か と な っ た. ま た, different な る part は different な る time ス ケ ー ル を も っ て な structure を finally make し て い く こ と が わ か っ た. The <s:1> <s:1> line, the が excretion of water molecules されすぎて <s:1> まうと, and the な fold of efficiency <s:1> 畳みがで なくなると なくなると なくなると are examined in えられた.

项目成果

Dehydration in the Folding of Reduced Cytochrome c Revealed by the Electron-Transfer-Triggered Folding under High Pressure

高压下电子转移触发折叠揭示还原细胞色素 c 折叠中的脱水

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of the American Chemical Society 128・3
• 作者: Ouyang X;et al.;Tetsunari Kimura;Tetsunari Kimura
• 通讯作者: Tetsunari Kimura

Time-Resolved Small Angle X-ray Scattering Investigation on the Folding Dynamics of Homo Oxygenase : Implication of the Scaling Relationship for the Submillisecond Intermediates of Protein Folding

时间分辨小角 X 射线散射研究同型加氧酶的折叠动力学：蛋白质折叠的亚毫秒中间体的标度关系的含义

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of Molecular Biology 印刷中
• 作者: Ouyang X;et al.;Tetsunari Kimura;Tetsunari Kimura;Takanori Uzawa
• 通讯作者: Takanori Uzawa

Specifically collapsed intermediate in the early stage of the folding of ribonuclease A

• DOI: 10.1016/j.jmb.2005.04.074
• 发表时间: 2005-07-08
• 期刊: JOURNAL OF MOLECULAR BIOLOGY
• 影响因子: 5.6
• 作者: Kimura, T;Akiyama, S;Takahashi, S
• 通讯作者: Takahashi, S

Site-specific collapse dynamics guide the formation of the cytochrome c′ four-helix bundle

• DOI: 10.1073/pnas.0609413103
• 发表时间: 2007-01-02
• 期刊: PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
• 影响因子: 11.1
• 作者: Kimura, Tetsunari;Lee, Jennifer C.;Winkler, Jay R.
• 通讯作者: Winkler, Jay R.