タンパク質の構造をとらない領域 の運動性・機能の解析

タンパク質は、構造を取って機能することが、これまでの結晶構造解析・NMRなどによる研究で明らかになっている。しかしながら、タンパク質は、分子全体で大きな１つの「大きな塊」で存在するだけでなく、複数の塊（ドメイン）の集合体として存在し、それらの間をIntrinsically disordered region （IDR)によって連結される。IDRは、不安定構造のために構造が明らかにされにくいことや、結晶構造解析時に排除されるため、その分子レベル解析は遅れている。さらに、タンパク質機能制御等に深くかかわる翻訳後修飾は、高頻度でIDRに存在するため、固い構造でなく、運動性そのものの制御を理解することは、重要な課題である。エピジェネティクス制御機構に、古くから関与することが知られており、分子内にIDRをもつ、heterochromatin protein 1(HP1)について、研究を進めた。３種類すべてのヒトHP1は、２つのドメインからなり、それらをつなぐIDRとして、hinge region(HR)があり,さらに分子のN末端、C末端の両側にIDR（N-tailとC-tail)があり、HP1は、２量体構造を取ることが知られている。今年度は、IDRの運動性を直接調べようとして、部位特異的に電子SPINを導入し、そのダイナミクスを電子SPIN共鳴法（ESR)で測定する共同研究を進めた。その結果、IDRにても、同様に運動するのでなく、部位によって運動性が異なることが分かった。つまり、HRでは、比較的早い運動をする部位と、遅い運動をする部位に分類されることが分かった。さらに様々な変異体を作り、解析を進めたところ、分子間または分子内相互作用が生じていることが示唆された。（Suetake I et al.,Appl Magn Reson. (2023)）。このようにIDRのダイナミクスについて研究を進めることができた。

タンパク質は、構造を取って機能することが、これまでの結晶構造解析・NMRなどによる研究で明らかになっている。しかしながら、タンパク質は、分子全体で大きな１つの「大きな塊」で存在するだけでなく、複数の塊（ドメイン）の集合体として存在し、それらの間をIntrinsically disordered region （IDR)によって連結される。IDRは、不安定構造のために構造が明らかにされにくいことや、結晶構造解析時に排除されるため、その分子レベル解析は遅れている。さらに、タンパク質機能制御等に深くかかわる翻訳後修飾は、高頻度でIDRに存在するため、固い構造でなく、運動性そのものの制御を理解することは、重要な課題である。エピジェネティクス制御機構に、古くから関与することが知られており、分子内にIDRをもつ、heterochromatin protein 1(HP1)について、研究を進めた。３種類すべてのヒトHP1は、２つのドメインからなり、それらをつなぐIDRとして、hinge region(HR)があり,さらに分子のN末端、C末端の両側にIDR（N-tailとC-tail)があり、HP1は、２量体構造を取ることが知られている。今年度は、IDRの運動性を直接調べようとして、部位特異的に電子SPINを導入し、そのダイナミクスを電子SPIN共鳴法（ESR)で測定する共同研究を進めた。その結果、IDRにても、同様に運動するのでなく、部位によって運動性が異なることが分かった。つまり、HRでは、比較的早い運動をする部位と、遅い運動をする部位に分類されることが分かった。さらに様々な変異体を作り、解析を進めたところ、分子間または分子内相互作用が生じていることが示唆された。（Suetake I et al.,Appl Magn Reson. (2023)）。このようにIDRのダイナミクスについて研究を進めることができた。