放射光真空紫外円二色性による生体分子の精密構造解析

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本年度は、真空紫外円二色性(VUVCD)分散計と本研究課題で開発した新規解析プログラム(VUVCD-NN法)を用いて、これまで解析困難であった非天然状態(アルコール変性・アミロイド線維状態)にある蛋白質の構造解析を行った。6種類のタンパク質のVUVCDスペクトルを、トリフルオロエタノール(TFE:0～50%)およびメタノール(MeOH:0～70%)水溶液中(pH2.0、25℃)で、それぞれ170nmおよび175nmまで測定した。VUVCD解析を行った結果,各タンパク質の50%TFEによる変性状態では、α-helix構造が多く形成され,他はturnやrandom構造であった。さらにα-helix本数の予測結果を考慮すると、TFE変性構造は、長い数本のα-helixの集合体であることが示唆された。70%MeOHによる変性では、α-helix構造の形成だけでなく,β-strand構造の形成も観測された。また,α-helixの長さはジスルフィド結合の数によって大きく制限されることが示唆された。これらの結果より,アルコール変性構造はタンパク質やアルコールの種類に依存し,酸、低温、熱、塩酸グアニジンなどによる他の変性状態とは大きく異なり、多くの二次構造を持つことが分かった。β2-microglobulin(β2-m)は,酸変性条件下(pH2.5)でアミロイドを形成する蛋白質であるが,その断片ペプチド#21-31は,中性条件下でもアミロイドを形成し,β2-mのアミロイド化に重要な役割を担っている。アミロイド化した断片ペプチドのVUVCDスペクトルを測定し,二次構造解析を行った。続いて,#21-31フラグメントの分子動力学計算から得られた構造よりCDを算出し,実測値と比較することで水溶液中のアミロイド断片ペプチドの立体構造を予測した。今後は,β2-mのアミロイド構造の解明や,VUVCD分光法を用いた蛋白質-蛋白質相互作用系の立体構造解析法の確立を目指す。