巨大モーター蛋白質ダイニンのX線による原子レベル構造研究

使用巨运动蛋白动力蛋白的 X 射线进行原子水平结构研究

基本信息

批准号：
18054008
负责人：
栗栖源嗣
金额：
$ 4.67万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18054008/
关键词：
X線結晶解析分子モーターエネルギー変換

项目摘要

ダイニンはATP依存的に微小管上を滑り運動するモーター蛋白質で、重鎖・中間鎖・軽鎖から構成される1000kDaを超える生体超分子複合体である。鞭毛運動や繊毛運動、さらに蛋白質輸送や染色体分離運動を担うモーター蛋白質であり、その生物学的重要性は極めて高い。しかしながら、ダイニンの分子量が巨大であるが故に同じモーター蛋白質のキネシンやミオシンと比べて運動機構の解明が遅れている。細胞質ダイニンの微小管と結合する領域は、長いcoiled-coil領域によってATPの加水分解を行う球状ドメインと繋がれている。この微小管と結合するドメイン(coiled-coil領域を含む)はストークドメインと呼ばれている。100Aを超える長さを持つcoiled-coil構造が微小管結合とATPの加水分解という2つの連動したイベント情報を相互に伝えていることは間違いないが、その情報伝達の分子基盤については明らかになっていない。そこで、豊島陽子教授(東大院総合文化)と共同で、並行して細胞質ダイニンストークドメインのX線結晶解析を行っている。再現性良く棒状の結晶を得ることに成功し、ゆっくり3日間かけて結晶化ドロップの状態で抗凍結剤を導入したSe-Met置換体結晶を使って3.2Å分解能の良質のMADデータを収集した。MAD法により初期位相を決定することに成功し、coiled-coil領域の電子密度図を得ることに成功した。現在、より高分解能の回折強度データを集めるべく、末端アミノ酸を少しずつ削り込んだ4種類のコンストラクトを作成し、結晶化を進めている。また、今後、モデル構築を進めるとともに更なる高分解能データを収集し、原子分解能での構造解析を目指す予定である。

Dynein是一种依赖ATP的运动蛋白，它在微管上滑动，并且是一个超过1000 kDa的生物绝对分子复合物，由重，中间和轻链组成。它是负责鞭毛和纤毛运动的运动蛋白，以及蛋白质的运输和染色体分离运动，其生物学重要性极高。但是，由于动力蛋白具有较大的分子量，因此与驱动蛋白和肌球蛋白相比，澄清运动机理的速度较慢，这些机理是相同的运动蛋白。细胞质动力蛋白的微管与长盘绕螺旋区域进行ATP水解的球状结构域连接。与该微管结合的域（包括盘绕螺旋区域）称为Stoke域。毫无疑问，长度超过100a的盘绕线圈结构彼此传达了两个链接的事件信息：微管键合和ATP水解，但是该信息传输的分子基础尚不清楚。因此，我们与Toshima Yoko教授（东京大学研究生院）合作，我们进行了X射线晶体学的X射线晶体学，并并行。我们成功地获得了具有良好可重复性的棒状晶体，在3天的时间内，我们使用SE-MET替代晶体在结晶滴状态下收集了具有抗乳糖激素引起的抗晶体的高质量疯狂数据，其分辨率为3.2Å。初始阶段通过MAD方法成功确定，并获得了盘绕圈区域的电子密度图。当前，为了收集更高的分辨率衍射强度数据，正在创建四种类型的构建体，末端氨基酸逐渐被修剪并结晶。此外，我们计划继续构建模型，并收集更多的高分辨率数据，并旨在以原子分辨率进行结构分析。

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

蛋白質結晶化装置

蛋白质结晶设备

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Primary Processes of Photosynthesis: Basic Principles and Apparatus

光合作用的主要过程：基本原理和装置

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
W.A.Cramer;H.Zhang;J.Yan;G.Kurisu;E.Yamashita;N.Dashdorj;H.Kim;S.Savikhin
通讯作者：
S.Savikhin

光合成タンパク質の形から知る植物の賢さ

从光合蛋白质的形状了解植物的聪明才智

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
生命誌 45-48
影响因子：
0
作者：
Cramer;W.A.;Zhang;H.;Yan;J.;Kurisu;G.;Smith;J.L.;栗栖源嗣
通讯作者：
栗栖源嗣

高校生のための東大授業ライブ

面向高中生的东京大学直播课程

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
Cramer;W.A.;Zhang;H.;Yan;J.;Kurisu;G.;Smith;J.L.;栗栖源嗣;J.Yan et al.;G.Kurisu et al.;W.A.Cramer et al.;W.A.Cramer et al.;S.Okutani et al.;栗栖源嗣
通讯作者：
栗栖源嗣

Crystallization and preliminary X-ray studies of ferredoxin-NAD(P)^+ reductase from Chiorobium tepidum

来自 Chiorobium tepidum 的铁氧还蛋白-NAD(P)^ 还原酶的结晶和初步 X 射线研究