蛋白質非天然状態の構造とダイナミクス

蛋白质非天然状态的结构和动力学

• 批准号: 08272216
• 负责人: 片岡 幹雄
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Osaka University
• 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-08272216/
• 关键词: モルテングロビュール; 蛋白質折り畳み; 折り畳み中間体; X線溶液散乱; 変性構造; αラクトアルブミン; カルモジュリン

蛋白質本体構造の構築原理の理解にとって、非天然状態の構造を解明することは、天然構造を明らかにすることと同等に重要である。我々は、X線溶液散乱が天然構造のみならず、非天然構造を理解するために極めて優れた独特の方法であることを示し、実際にいくつかの蛋白質の変性状態や折り畳み中間体の特徴を明らかにしてきた。本年度は、αラクトアルブミンのモルテングロビュール(MG)について、構造を詳細に調べた。チトクロムc或いはアポミオグロビンのMGやStaphylococcal nucleaseフラグメントの構造と比較し、MGの形成や安定化要因を明らかにした。MGは距離分布関数(P(r))によって2種類に分類できる。一つは、単相性のP(r)を与えるもので、相当量のtertiary foldが形成されている。他は二相性のP(r)を与えるもので、tertiary foldはわずかに形成されているようである。このタイプの構造は、疎水的コアと揺動する鎖状部分からなっていると推測される。コアは主として疎水相互作用によって保持されるが、αラクトアルブミンのMGでは、さらに分子内SS結合がコンパクトさをもたらす主要因となっている。蛋白質の結晶構造と溶液構造の関係を明らかにすることは、構造構築の原理の理解のみならず構造機能相関の理解にとっても重要である。我々は、カルモジュリン及びカルモジュリンの中心ヘリックスから1残基(E84)を欠損した変異体(Δ84)について、結晶構造と溶液構造の関係を調べた。野生型と変異型とでは、結晶構造が大きく異なるにもかかわらず、溶液構造は同一であることが判明した。実験から得られたP(r)は、結晶構造に基づいて計算されたP(r)の中間的な性質を示している。これらの事実から、溶液中でカルモジュリンは、野生型の結晶構造と変異体の結晶構造との間を揺らいでおり、結晶化により特定の構造が選択されるものと推定される。

为了理解蛋白质体结构的结构原理，阐明非天然状态的结构与揭示自然结构同样重要。我们已经表明，X射线溶液散射是一种非常出色且独特的方法，不仅可以理解自然结构，而且还了解非天然结构，并且实际上表征了几种蛋白质和折叠中间体的分泌状态。今年，我们详细研究了α-乳蛋白藻蛋白（MG）的结构。揭示了细胞色素C或阿霉素的MG和葡萄球菌核酸酶片段的形成和稳定因子。 MG可以通过距离分布函数（P（R））分为两种类型。其中之一是它提供了单相P（R），形成大量的三级褶皱。其他给出双相P（R），三级折叠似乎略有形成。假定这种类型的结构由疏水核心和摇摆链组成。尽管核心主要由疏水相互作用保留，但在α-乳酰胺蛋白的毫克中，分子内SS键是α-乳乳蛋白紧凑性的主要因素。清除蛋白质晶体结构和溶液结构之间的关系不仅对于理解结构构建原理，而且对于理解结构功能相关性很重要。我们研究了突变体的晶体结构和溶液结构之间的关系（Δ84），这些突变体（Δ84）缺乏一个来自钙调蛋白的残基（E84）和钙调蛋白的中央螺旋。尽管野生型和突变体类型之间的晶体结构差异很大，但发现溶液结构是相同的。从实验获得的P（R）显示了根据晶体结构计算出的P（R）的中间性质。这些事实表明，溶液中的钙调蛋白在野生型晶体结构和突变体的晶体结构之间波动，并且通过结晶选择了特定的结构。

项目成果

Mikio Kataoka: "The linker of clamodulin lacking Glu84 is elongated in solution;although it is bent in the crystal" Proteins:Structure,Function,and Genetics. 25. 335-341 (1996)

Mikio Kataoka：“缺乏 Glu84 的克拉莫杜林的接头在溶液中被拉长；尽管它在晶体中弯曲”《蛋白质：结构、功能和遗传学》。

Mikio Kataoka: "X-ray solution scattering studies of protein folding" Folding and Design. 1. R107-R114 (1996)

Mikio Kataoka：“蛋白质折叠的 X 射线溶液散射研究”折叠与设计。

片岡幹雄: "構造生物学における中性子" 生物物理. 36. 226-230 (1996)

Mikio Kataoka：“结构生物学中的中子”生物物理学 36. 226-230 (1996)。

K.Umemura: "The structure difference of proteins isolated on substrate with different techniques as studied by the atomic force microscope" Scanning. 18. 275-280 (1996)

K.Umemura：“用原子力显微镜研究的不同技术在基质上分离的蛋白质的结构差异”扫描。

Yasushi Imamoto: "Photoreaction cycle of photoactive yellow protein from Ectothio-rhodospira halophila studied by low-temperature spectroscopy" Biochemistry. 35. 14047-14053 (1996)

Yasushi Imamoto：“通过低温光谱研究来自 Ectothio-rhodospira halophila 的光活性黄色蛋白的光反应循环”生物化学。