シャペロニンGroEの機能的形態形成過程の構造解析

伴侣蛋白 GroE 功能形态发生过程的结构分析

基本信息

批准号：
07680717
负责人：
畑安雄
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07680717/
关键词：
大腸菌 GroE GroEL GroES 結晶構造

项目摘要

シャペロニンが他のタンパク質の構造形成を制御するタンパク質であることはよく知られている。しかしながら、シャペロニン系の中で最もよく研究されている大腸菌シャペロニンGroEにしても、GroEL/GroES複合体がどのようなメカニズムでタンパク質の構造形成に重要な働きをするかは明らかになっていない。昨年GroELの結晶構造が決定され、14個のサブユニット(分子量約6万)は環状七量体が二つ重なって十四量体の中空シリンダーを形成していることが明らかになった。一方、GroESについては、電子顕微鏡による研究から、GroEL_<14>-GroES_7-ADP_7の複合体を形成することが示されたが、詳細な立体構造や機能については殆ど分かっていない。その結果、研究テーマは、Sサブユニット(分子量約1万)の立体構造解明へと移ってきた。本課題研究や他グループのX線解析の研究から、GroESは、βバレルを核としβヘアピンを屋根とする柔軟性に富んだ七量体ドームを形成し、その底にモ-ビルループが存在していることが明らかになった。この結果から、GroES複合体はGroES_7ドーム中央の穴をGroEL_<14>シリンダー中央の穴に軸を一致させるように重なり、GroESのモ-ビルループでGroESと結合して二十一量体として機能発現すると考えられる。このことは、GroEL/GroES複合体の結晶構造解析の結果を待たなければならないであろう。更に、シャペロニン複合体系の主たる機能が、未熟タンパク質をフォールドさせのかアンフォールドさせることなのか、また、GroESと未熟タンパク質がGroELに対して同じ側に存在するときにフォールディング過程が進行するのか或いは逆側の時なのか、活性発現メカニズムに関して解明されるべき多くの疑問が残されている。

众所周知，伴侣蛋白是控制其他蛋白质结构形成的蛋白质。然而，尽管大肠杆菌伴侣蛋白 GroE 是研究最深入的伴侣蛋白系统，但尚不清楚 GroEL/GroES 复合物在形成蛋白质结构中发挥什么机制。去年，GroEL的晶体结构被确定，结果显示其14个亚基（分子量约6万）由两个环状七聚体堆叠在一起形成十二聚体的空心圆柱体。另一方面，电子显微镜研究表明GroES形成了GroEL_<14>-GroES_7-ADP_7复合体，但对其详细的三维结构和功能知之甚少。于是，研究课题转向阐明S亚基（分子量约10,000）的三维结构。从这项研究和其他小组的X射线分析研究中，我们发现GroES形成了一个高度灵活的七聚体圆顶，以β-桶为核心，β-发夹为屋顶，底部有一个可移动的环。很清楚从这个结果来看，GroES复合体重叠，使得GroES_7圆顶中心的孔与GroEL_<14>圆柱体中心的孔对齐，并与GroES的移动环中的GroES结合，将其功能表达为21-mer 是这样认为的。这还得等待GroEL/GroES复合物晶体结构分析的结果。此外，尚不清楚伴侣蛋白复合体系统的主要功能是否是折叠或展开未成熟蛋白质，以及当GroES和未成熟蛋白质位于GroEL的同一侧或相反侧时折叠过程是否发生，许多问题仍有待解答。阐明了活性表达的机制。