軸糸ダイニンにおけるモータードメインの構造および機能解析

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ダイニンは生体内分子モーターであり、細胞質ダイニンと軸糸ダイニンに分けられる。そのうち、軸糸ダイニンは鞭毛・繊毛の波打ち運動を駆動する原動力として働く。ダイニンは重鎖、中間鎖、中間軽鎖、軽鎖と呼ばれる複数のタンパク質から構成される超分子複合体であり、そのうち最も大きい重鎖がモーターとして働く。その重鎖中のモータードメインは、約３３００残基のアミノ酸からなる巨大なタンパク質であり、その分子サイズが問題となり構造解析例は限定されている。しかし、軸糸ダイニンに特徴的なモーター活性や運動機構を包括的に理解するためには、原子分解能での軸糸ダイニンのモータードメインの構造解析が不可欠である。そこで、本研究では、[1]軸糸ダイニンモータードメインの構造と、[2]様々な軸糸ダイニンのモータードメイン中に存在する微小管結合部位（MTBD）の構造を決定し、それらを比較することで、軸糸ダイニン特有の運動機構を理解することを目的としている。実施状況は、以下の通りである。[1]軸糸ダイニンモータードメインの構造解析様々な種類の軸糸ダイニンのモータードメインのコンストラクトを作製し、構造解析に必要なサンプルを得ることを試みた。その結果、サンプルを純度よく精製することはできたが、精製サンプルが凝集を起こしていることが示唆され、構造解析に適したサンプルを得るには至っていない。[2]軸糸ダイニンにおけるMTBDの構造解析前年度までの研究により、緑藻クラミドモナス由来の軸糸ダイニンである外腕ダイニンγ重鎖（OADγ）のMTBDと軸糸ダイニン軽鎖１（LC1）の複合体の結晶構造を1.7Åの分解能で決定していた。その結果を元に、生化学的な解析と構造学的観点からOADγにおける微小管上のステッピングについて新たなモデルを得て、論文として発表した。