一分子力学計測による酵母プリオンのコンフォメーション空間解析

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タンパク質のモノマー状態での構造の不均一性・多様性は、その物性や機能に大きな影響を与える可能性がある。しかし、タンパク質がモノマー状態の構造として取り得る構造の幅広さ、つまりコンフォメーション空間を実験的に明らかにすることは既存の技術では難しい。本研究では、線維状のタンパク質凝集体であるアミロイド構造とプリオン株表現型の解析をこれまで我々が進めてきた酵母プリオンSup35NMの系を用いて、一分子力学計測によりSup35NMモノマーのコンフォメーション空間を解明することを目指す。特に各種シャペロンがSup35NMのコンフォメーション空間、さらにはSup35NMの凝集化に与える影響を詳しく解析するためには、活性のあるシャペロンを調製する必要がある。そこで、本年度は、大腸菌から発現させたHsp104の精製を行い、それがほぼ完全に6量体を形成すること、Sup35NMの凝集促進活性やGFPやルシフェラーゼ凝集体に対するリフォールディング活性を確認した。また、各種Hsp104変異体の精製も行い、純度の高い変異体も得られた。そこで、Sup35NMアミロイドの脱凝集化について検討を行ったところ、Hsp104のATPase活性が、脱凝集化の際のモノマー化の過程に深く関わることが示唆された。一方で、Sup35NMモノマーのオリゴマー化に対して、Hsp104が他のシャペロン群と協調して働くことが明らかになった。