がんシグナル分子PKM2の核移行制御機構の構造基盤

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真核細胞において、核膜を貫通する核膜孔複合体を通しておこる核-細胞質間の高分子能動輸送は、細胞核機能とその制御を支える重要なプロセスであり、がんなどの病気との関連も深い。細胞質から核へのタンパク質能動輸送を担う代表的な運搬体タンパク質であるimportin-alpha:importin-betaヘテロダイマーは、まず細胞質で積み荷タンパク質(cargo)の核移行シグナルを認識して結合する。このときcargoと直接結合するのはimportin-alphaである。次にimportin-alpha:importin-beta:cargo３者複合体は、核膜孔複合体構成タンパク質群との相互作用により、核膜孔を通過する。本研究で対象としている、がんに関わるタンパク質もこの経路で細胞質から核に輸送されることが知られている。この経路での輸送を促進する核膜孔タンパク質の機能的に重要な領域に相当するペプチドの存在下でimportin-alpha:cargo複合体を結晶化し、結晶を凍結し、高エネルギー加速器研究機構Photon FactoryビームラインBL-17Aで収集した高分解能X線回折データを解析した。既知のimportin-alpha構造をサーチモデルとして、分子置換法により結晶構造を解いた。今回解けた新しい結晶構造において、核膜孔タンパク質に相当する電子密度を明瞭に観察することはできなかったが、importin-alpha:cargo複合体の４次構造としてこれまでに解かれたことがない新規の構造が解けた。