EFハンド型カルシウム結合タンパク質の機能構造の解明

EF 手性钙结合蛋白功能结构的阐明

• 批准号: 08272201
• 负责人: 田中 俊之
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08272201/
• 关键词: EFハンド; 多次元NMR; 溶液構造; リカバリン

EFハンド型カルシウム結合タンパク質には、カルシウムの結合によって大きな構造変化が引き起こされ、活性状態(あるいは非活性状態)になる制御型タンパク質(あるいは制御型ドメイン)と、反対に構造変化がほとんど起こらない緩衝型タンパク質(あるいは緩衝型ドメイン)の2種類がある。何がこの違いを支配しているかを異種核多次元核磁気共鳴(NMR)法を用い解明することを本研究の目的とする。まず、EFハンド型カルシウム結合タンパク質の三次元構造データを集め、EヘリックスとFヘリックスの相対配置また両者のコンタクトに関与している残基の特定を行った。しかし、カルシウム結合および非結合の両状態の構造が知られている例は、制御型ドメインでは3例、緩衝型ドメインとしては1例しかなく、両者の違いを正確に評価することが困難であった。そこで、カルシウム結合型リカバリンのNMR構造解析を開始した。このEFハンド型タンパク質のN末端は脂肪酸で修飾されており、この疎水性部分を利用してカルシウム依存的に細胞膜と相互作用し、ロドプシンキナーゼの活性を調節する。我々は既にカルシウム非結合型の構造を決定しており、カルシウム結合型の構造解析によりカルシウムの結合が引き起こす構造変化を明らかに出来る。中分解能の構造が現在得られており、リカバリンでは、カルシウムの結合によってN末端ドメインのEFハンド構造は大きく変化するが、C末端ドメインはほとんど変化しないことがわかった。すなわち、タンパク質の半分は制御型の、残り半分は緩衝型の性質を持っている。今後、カルシウム結合型と非結合型の両構造の精密化を行って、ヘリックス間のコンタクトに関与している残基を特定し、これまでに解析した他のEFハンド型タンパク質のデータと併せ、制御型および緩衝型の違いを決定している要因を明らかにする予定である。

有两种类型的EF手钙结合蛋白：调节蛋白（或调节结构域），会导致钙结合引起的巨大结构变化，并变得活跃（或无活性），以及一种缓冲的蛋白（或缓冲结构域），相反，它几乎没有结构变化。这项研究的目的是阐明使用异源核多维核磁共振（NMR）来控制这种差异的因素。首先，收集了EF的钙结合蛋白的三维结构数据，并将E螺旋和F螺旋的相对排列以及两者接触的残基。但是，只有三个已知的示例，即调节域和一个缓冲域中钙结合和非结合状态的结构，因此难以准确评估两者之间的差异。因此，启动了钙结合恢复素的NMR结构分析。该EF手蛋白的N末端用脂肪酸修饰，并使用该疏水部分以钙依赖性的方式与细胞膜相互作用，从而调节了视紫红质激酶的活性。我们已经确定了钙 - 无型类型的结构，并且通过对钙结合类型的结构分析，我们可以揭示钙结合引起的结构变化。中分辨率结构目前可用，发现在恢复中，钙结合显着改变了N末端结构域的EF手部结构，但是C末端结构域在很大程度上没有变化。也就是说，一半的蛋白质具有受控类型，另一半具有缓冲液类型。将来，钙结合和非结合结构都将被完善，以识别螺旋之间涉及的残基，以及到目前为止分析的其他EF手蛋白的数据，我们将阐明确定调节类型和缓冲类型之间差异的因素。