モルテン・グロビュール状態の形成機構の解明

熔球态形成机制的阐明

• 批准号: 11780463
• 负责人: 新井 宗仁
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11780463/
• 关键词: 蛋白質; フォールディング; モルテン・グロビュール状態; 生物物理学; ストップトフロー法; X線溶液散乱法; タンパク質; ストップト・フロー法

本研究で明らかになったことは、主に次の3つである。1.[α-ラクトアルブミン(α-LA)のモルテン・グロビュール(MG)状態の構造および安定性の解析]ヒトα-LAのMG状態及び巻き戻り中間体の構造と安定性を測定した結果、ヒトα-LAのMG状態は他のα-LAのMG状態よりも安定であり、かつ、より多くのα-ヘリックスを含むことが明らかになった。 2.[α-LAの変異体のフォールディング反応の解析]α-LAの様々な変異体を作成するために、ヤギα-LAの遺伝子をpSCREEN-1b(+)に組み込み、蛋白質の発現を行った。変異体を使った研究から、α-LAのフォールディング反応の遷移状態では、T29,I95,W118周辺の構造はまだ十分には形成されていないことが明らかになった。このことは、MG状態で形成される疎水性コアやCヘリックス周辺は遷移状態において構造化されていないことを示している。 3.[ストップトフローX線溶液散乱法によるα-LAの巻き戻り反応の測定]従来のストップトフローX線溶液散乱法では一次元PSPC型X線検出器を用いて測定を行っていたが、新たに開発された二次元CCD型X線検出器を用いることにより、400倍以上の感度向上に成功した。また、データの補正方法を確立した。本研究で完成した時分割X線溶液散乱法は、蛋白質のフォールディング研究のみならず、様々な研究に適用可能な優れた方法である。この方法を用いてα-LAの巻き戻り反応の測定を行った結果、α-LAは巻き戻り反応開始後数10ミリ秒以内に、平衡条件下で観測されるMG状態と同じ分子サイズと分子形状を持つ巻き戻り中間体を形成することが明らかになった。本研究の結果およびストップトフロー円二色性法による結果から、α-LAの巻き戻り中間体は平衡条件下で観測されるMG状態と同一であることが示された。

这项研究中揭示的主要三件事是：1。[分析熔融球的结构和稳定性（Mg）α-LA状态] MG状态的结构和稳定性和人类α-LA的中间体的结构和稳定性表明，人类α-LA的Mg状态比其他α-LA和含有其他α-la和更稳定的MG状态更稳定。 2。[分析α-LA突变体的折叠响应]为了创建各种α-LA突变体，将山羊α-LA基因掺入Pscreen-1b（+）中以表达蛋白质。使用突变体的研究表明，在T29，I95和W118周围的结构尚未完全以α-LA折叠响应的过渡状态形成。这表明在MG状态下形成的疏水核心和C螺旋周围环境不是在过渡态下结构的。 3。[使用停止流X射线溶液散射测量α-LA恢复反应]传统的停止X射线X射线溶液散射方法使用了一维PSPC-type X射线探测器的测量，但是通过使用新近开发的二维CCD-type X射线探测器的二维CCD-type X射线探测器，与400次相比，使用了一个新开发的二维CCD-type X射线探测器。还建立了一种纠正数据的方法。本研究完成的时间分割的X射线解散射方法是一种出色的方法，不仅可以应用于蛋白质折叠研究，还可以应用于各种研究。使用这种方法，确定α-LA的倒带反应在恢复反应开始后几十毫秒内，在平衡条件下与观察到的Mg状态相同的分子大小和分子形成中间反应。这项研究的结果以及停止流圆二色性法的结果表明，α-LA的倒带中间体与在平衡条件下观察到的MG状态相同。

项目成果

新井宗仁: "Role of the molten globule state in protein folding"Advances in Protein Chemistry. 53. 209-282 (2000)

Munehito Arai：“熔球状态在蛋白质折叠中的作用”蛋白质化学进展 53. 209-282 (2000)。

依田隆夫: "Folding-Unfolding of Goat alpha-Lactalbumin Studied by Stopped-Flow Circular Dichroism and Molecular Dynamics Simulations."Proteins. 42. 49-65 (2001)

Takao Yoda：“通过停流圆二色性和分子动力学模拟研究山羊 α-乳清蛋白的折叠-展开。”蛋白质 42. 49-65 (2001)

新井宗仁: "Effect of an alternative disulfide bond on the structure, stability, and folding of human lysozyme."Biochemistry. 39. 3472-9 (2000)

Munehito Arai：“替代二硫键对人类溶菌酶的结构、稳定性和折叠的影响。”生物化学 39. 3472-9 (2000)

新井 宗仁: "Effect of alternative disulfide bond on the structure,stability and folding of human lysozy me"Bio Chemustry. (発行予定). (2000)

Munehito Arai：“替代二硫键对人类溶菌酶结构、稳定性和折叠的影响”生物化学（待出版）。

藤原 和夫: "Folding-unfolding equilibrium and kinetics of eguine β-lactoglobulin:equivalence between the equilibrium molten globule state and a burst-phase"Biochemistry. 38・14. 4455-4463 (1999)

藤原和夫：“马β-乳球蛋白的折叠-展开平衡和动力学：平衡熔球状态和破裂相之间的等效性”生物化学38・14（1999）。