Group II型シャペロニンの機能解析および反応機構の解明

II族伴侣蛋白的功能分析及反应机制

• 批准号: 07J07771
• 负责人: 神前 太郎
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J07771/
• 关键词: 分子シャペロン; Group IIシャペロニン; 反応機構解析; 低温適応化; プレフォルディン; 相互作用解析; X線小角散乱実験; GrouIIシャペロニン; プレフォルデイン

本年度では、超好熱古細菌由来グループIIシャペロニンの低温適応化、Group II型シャペロニンとプレフォルディンの相互作用解析を中心に研究を行った。我々の研究室では、in vitroにおいて唯一高い活性を有する超好熱性古細菌Thermococus sp.Strain KS-1由来グループII型シャペロニンを用いて、反応機構解析を行ってきたが、60度以上の高温でのみ高い活性を示すことから、解析に使用できる実験機器に制限があった。そこで本年度では、超好熱性古細菌由来グループII型シャペロニンが比較的室温でも機能するように、超好熱菌由来シャペロニンの低温適応化を試みた。本研究では、高温菌種と常温菌種の計43種間で、シャペロニンサブユニットのアミノ酸配列のアライメントを行い、高温菌と常温菌と間でそれぞれ強く保存されているアミノ酸残基を解析した。各生育種で保存されているアミノ酸残基の違いが、各生育温度でのシャペロニンの活性の違いに大きく起因すると推定し、超好熱菌由来シャペロニンサブユニット内の高温で保存されているアミノ酸残基を、低温で保存されているアミノ酸残基に置換し、低温適応化を試みた。こうして作製したシャペロニン変異体を解析した結果、比較的室温とされる40度で、蛋白質折れたたみ活性の改善がみられた。この背景として、シャペロニンの基質捕捉能とATP依存的な構造変化能が低温で上昇していたことが明らかとなった(論文Protein Eng.Des.Sel.受理34th FEBS Congress国際学会にてOral presentation採択)。また、前年度より解析している、グループII型シャペロニンとプレフォルディンの相互作用解析では、以前申請者が構築した「シャペロニンサブユニット連結法」を用いて(Kanzaki et.al, J.Biol.Chem., 2008)、「プレフォルディンとaffinityの高いシャペロニンサブユニット」と「affinity低いサブユニット」を様々に配置したシャペロニン複合体を作成し、シャペロニンとプレフォルディンの相互作用機構の解析を行った(論文BBA受理)。

今年，我们专注于源自高疗细胞的II组伴侣蛋白的低温适应，以及对II组伴侣蛋白和prefoldin之间的相互作用的分析。我们的实验室使用源自高疗法的II组伴侣蛋白进行了反应机理分析，Thermococus Sp。菌株KS-1是唯一高度活跃的体外活性，但由于仅在60度或更高的高温下显示出较高的活性，因此实验设备有一个可用于分析的限制。因此，今年我们试图将高疗细胞衍生的伴侣蛋白适应低温，从而使高疗的细菌衍生的II型伴侣蛋白在室温下起作用。在这项研究中，伴侣蛋白亚基的氨基酸序列在总共43种（包括高温和室温物种）之间对齐，分析了高温和室温细菌之间强烈保守的氨基酸残基。据估计，在每个品种中保守的氨基酸残基的差异很大程度上是由于每个生长温度下伴侣蛋白的活性差异，以及在高温细菌中衍生在高温细菌的伴侣蛋白亚基衍生的高温下保守的氨基酸残基被氨基酸残基代替，在低温度适应和低温适当的情况下，氨基酸残基被保存下来。因此产生的伴侣蛋白突变体的分析显示，摄氏40摄氏度的蛋白质破裂活性有所改善，这是相对室温。背景表明，伴侣蛋白的底物捕获能力和ATP依赖性结构变化能力在低温下正在上升（Report proteinEng。des。des。Sel。在第34届FEBS国际科学学会上接受的口头表现）。此外，在自上一年以来已经进行了分析的II组伴侣蛋白和前蛋白之间的相互作用分析中，我们使用了申请人构建的“伴侣蛋白亚基链接方法”（Kanzaki et.Al，J。Biol。Chem。，2008年），创建了与各种依依依蛋白相结合的依从依的依从依的依从蛋白，并分析了依从属蛋白，并分析了依从属依次。伴侣蛋白和preoldin之间的机制（接受纸BBA）。

项目成果

Conjugated chaperonin を用いたグループII型シャペロニンのATP依存的構造変化機構の解析

利用共轭伴侣蛋白分析 II 族型伴侣蛋白的 ATP 依赖性结构变化机制

• 发表时间: 2008
• 作者: 三輪 光嗣;米谷 民明;三輪光嗣;三輪 光嗣;三輪 光嗣;三輪 光嗣;Chika Sugino;Sotaro Uemura;Tomoya Sameshima;Mihoko Suzuki;Hiroshi Kida;Taro Kanzaki;Akashi Ohtaki;Eiji Kurimoto;Akashi Ohtaki;Hitoshi Saji;Ryo Iizuka;Hiromi Horiuchi;Takao Yoshida;Takao Yoshida;Tamotsu Zako;木田宗志;Tamotsu Zako;鮫島知哉;Ryo Iizuka;Sotaro Uemura;飯塚怜;飯塚怜;飯塚怜;Masafumi Yohda;Tamotsu Zako;飯塚怜;神前太郎
• 通讯作者: 神前太郎

Role of ATP hydrolysis in the cooperativity of subunits of group II chaperonins

ATP 水解在 II 族伴侣蛋白亚基协同性中的作用

• 发表时间: 2007
• 作者: Uehara;M.;Nakamura N;Taro Kanzaki;Muhamad Sahlan;Muhamad Sahlan;Taro Kanzaki;Taro Kanzaki;神前太郎;Taro Kanzaki;神前太郎;Taro Kanzaki;神前太郎;神前 太郎
• 通讯作者: 神前 太郎

Construction and characterization of the hetero-oligomer of the group II chaperonin from the hyperthermophilic archaeon, Thermococcus sp. strain KS-1

• DOI: 10.1007/s00792-009-0229-3
• 发表时间: 2009-02
• 期刊: Extremophiles
• 影响因子: 2.9
• 作者: M. Sahlan;Taro Kanzaki;M. Yohda

Cold-adaptation of a hyperthermophiklic group II chaperonin

超嗜热 II 族伴侣蛋白的冷适应

• 发表时间: 2009
• 作者: Uehara;M.;Nakamura N;Taro Kanzaki;Muhamad Sahlan;Muhamad Sahlan;Taro Kanzaki;Taro Kanzaki
• 通讯作者: Taro Kanzaki

Studies on the contribution of helical protrusion to ATP-dependent conformational change of group II chaperonin using chaperonin complexes with helical protrusion deletions

使用具有螺旋突出缺失的伴侣蛋白复合物研究螺旋突出对 II 族伴侣蛋白的 ATP 依赖性构象变化的贡献

• 发表时间: 2008
• 作者: Uehara;M.;Nakamura N;Taro Kanzaki;Muhamad Sahlan;Muhamad Sahlan;Taro Kanzaki;Taro Kanzaki;神前太郎;Taro Kanzaki;神前太郎;Taro Kanzaki
• 通讯作者: Taro Kanzaki