アミロイド原性蛋白質β2ミクログロブリンのフォールディング中間体の溶液構造解析

β2ミクログロブリン(β2m)のフォールディング中間体で、アミロイド原性の報告されているI_2状態の構造を調べ、アミロイド化機構を考察するために溶液NMRを用いた残基レベルでの構造解析を行った。I_2状態は非天然のPro32異性体により安定化されていて、遅いフォールディングはPro32の異性化によるものであることを既に報告した。新規に無細胞蛋白質合成系と残基特異的標識法を組み合わせた方法を用いて短寿命な化合物の信号帰属を試みた。前年度までに既に行っていたPhe、Leu、標識体に加え、本年度はValも15N核で標識し、中間体の帰属核数を増やした。また、残基を同定しにくい信号に関しては、13C及び15N核を標識した標識アミノ酸を組み合わせ、H→N→COの残基間相関を得ることで配列特異的に帰属する方法を試みた。低温で感度が悪いために一次元での展開を行う方法を開発し、三時間程度での測定で曖昧さなく帰属ができた。この方法により得られた化学シフト等の構造情報を基に中間体I_2の構造を残基レベルで考察した。I_2では、分子内ジスルフィド結合を隔ててPro32と反対側は、二面角や主鎖水素結合はほぼ天然様の構造を形成していたが、残りのβ領域および一部のループ領域では信号が観測されず、動的に多様性のある状態であることが示唆された。この、I_2状態での部分的な構造の不安定性がβ2mのアミロイド化に関与していることが推測でき、β2mのアミロイド原性領域との報告があるBストランド-BCループ-Cストランドの中央がI_2状態におけるアミロイド性を高めていると考えられる。

β2ミクログロブリン(β2m)のフォールディング中間体で、アミロイド原性の報告されているI_2状態の構造を調べ、アミロイド化機構を考察するために溶液NMRを用いた残基レベルでの構造解析を行った。I_2状態は非天然のPro32異性体により安定化されていて、遅いフォールディングはPro32の異性化によるものであることを既に報告した。新規に無細胞蛋白質合成系と残基特異的標識法を組み合わせた方法を用いて短寿命な化合物の信号帰属を試みた。前年度までに既に行っていたPhe、Leu、標識体に加え、本年度はValも15N核で標識し、中間体の帰属核数を増やした。また、残基を同定しにくい信号に関しては、13C及び15N核を標識した標識アミノ酸を組み合わせ、H→N→COの残基間相関を得ることで配列特異的に帰属する方法を試みた。低温で感度が悪いために一次元での展開を行う方法を開発し、三時間程度での測定で曖昧さなく帰属ができた。この方法により得られた化学シフト等の構造情報を基に中間体I_2の構造を残基レベルで考察した。I_2では、分子内ジスルフィド結合を隔ててPro32と反対側は、二面角や主鎖水素結合はほぼ天然様の構造を形成していたが、残りのβ領域および一部のループ領域では信号が観測されず、動的に多様性のある状態であることが示唆された。この、I_2状態での部分的な構造の不安定性がβ2mのアミロイド化に関与していることが推測でき、β2mのアミロイド原性領域との報告があるBストランド-BCループ-Cストランドの中央がI_2状態におけるアミロイド性を高めていると考えられる。