分子シャペロンのX線結晶構造解析

分子伴侣的X射线晶体结构分析

基本信息

批准号：
17028014
负责人：
深井周也
金额：
$ 8.06万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
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：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17028014/
关键词：
X線結晶構造解析シャペロン膜透過装置膜タンパク質 ATPase

项目摘要

分子シャペロンは,ほどけたポリペプチドのフォールディングを助け,タンパク質としての機能を与える.あるいは逆に,固くまとまってしまったポリペプチドを一度ほどくことによって再利用したり,脂質膜で隔てられた領域の間を効率的に輸送したりすることを可能にしている.このようなポリペプチドの動的な構造変化に応じて,分子シャペロン自身も構造を変化させる.本研究では,シャペロン分子全体の結晶構造を決定し,ATP加水分解に伴う構造変化とシャペロン機構についての構造基盤を確立することを目的とした.リボソームで合成されたばかりのポリペプチド鎖のフォールディングを助けるDnaK・DnaJ・DafA複合体,および,小胞輸送の最終段階で膜小胞と標的膜との融合で働くNSFを解析対象として研究を開始した.DnaK・DnaJ・DafA複合体については4.4Å分解能の回折データセットを収集したが構造決定までには至らなかった.DnaJ単体についても3.2Å分解能の回折データセットを収集したが,回折の異方性が高く構造を決定することができなかった.酵母のNSFであるSec18Pについては,10種類の発現コンストラクトについて様々なアデニンヌクレオチド存在下での結晶化スクリーニングを行なったが結晶は得られなかった.一方,ATPに依存した膜透過を行なう膜透過装置複合体SecDFおよびSecYEについて,京大ウイルス研の伊藤維昭教授との共同研究を行なって来た.好熱菌由来のSecDFおよびSecYEについて,分解能3.7Åおよび3.2ÅのMAD回折データセットを収集した.SecYEの構造は,Fabフラグメントとの複合体の状態で3.14Å分解能で決定した(R_<free>=0.32).機能上重要であると示されている領域の電子密度も比較的明瞭であり,膜透過メカニズムがより詳細に明らかになるものと考えている.

分子伴侣有助于折叠未折叠的多肽并为它们提供蛋白质功能，相反，它们可以通过折叠它们来重新利用紧密结合的多肽，或者在脂质膜分隔的区域之间移动它们以响应多肽的这种动态结构变化。多肽，分子伴侣本身也会改变其结构。在这项研究中，我们研究了整个伴侣分子的晶体结构，AT。本研究的目的是建立与磷水解相关的结构变化的结构基础和分子伴侣机制。我们以 NSF 为目标开始研究，NSF 在囊泡运输的最后阶段参与膜囊泡和目标膜的融合。我们收集了 DnaK、DnaJ 和 DafA 复合物的 4.4 Å 分辨率衍射数据集。尚未决定还单独收集了 DnaJ 的 3.2 Å 分辨率衍射数据集，但由于衍射的高各向异性，无法确定结构。对于酵母 NSF、Sec18P，共收集了 10 个表达构建体我们在各种腺嘌呤核苷酸存在下对100-甘油酯进行了结晶筛选，但没有获得晶体。另一方面，京都大学研究了进行ATP依赖性膜渗透的膜渗透剂复合物SecDF和SecYE。大学。我们一直与俄罗斯研究所的Yoshiaki Ito教授进行联合研究。我们收集了来自嗜热细菌的SecDF和SecYE的MAD衍射数据集，分辨率分别为3.7 Å和3.2 Å。SecYE的结构是Fab片段。 (R_<free>=0.32)。显示出功能上重要的区域的电子密度也比较清楚，并且可以更详细地理解膜渗透机制，我认为它会变得清晰。