巨大モーター蛋白質ダイニンのX線構造解析

巨运动蛋白动力蛋白的 X 射线结构分析

基本信息

批准号：
20051006
负责人：
栗栖源嗣
金额：
$ 4.48万
依托单位：
Osaka University (2009)The University of Tokyo (2008)
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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

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、その情報伝達の構造基盤については明らかになっていない。そこで、DynMDの結晶化と並行して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3.2A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ている。ダイニンのcoiled-coilは、一本のαヘリックスが真っ直ぐな構造をしており、対照的にもう一本のヘリックスが非常に湾曲した構造をとっていた。我々の結晶では、ストークヘッドの構造がハッキリしなかったが、Se-Metの位置からcoiled-coilの相対配置を特定できている。研究期間中にUCSFのR. Vale等のグループが世界に先駆けてマウス細胞質ダイニンのストークヘッドの結晶構造を発表した(Science 2008)。Vale等の構造と我々の構造とでは,coiled-coilの組合せが11残基ずれた関係にあった。このことは,coiled-coil構造を使った情報伝達の分子機構と相関があると考えられる。今後も,様々なコンストラクトを使って、この情報伝達機構に迫っていきたい。

与细胞质二丁物的微观管结合的区域与球形结构域连接，该球形结构域通过长盘绕螺旋面积进行ATP水解。结合此微管的域（包括卷曲圈区域）称为故事域。毫无疑问，长度超过100a的盘绕 - 酷结构已经相互传达了两个链接的事件信息，一个微型键和ATP水解，但没有揭示出传输的结构基础。因此，王朝茎结构域的X射线晶体分析与Dynmd的结晶并行进行。这是一个很好的重现性，并成功地获得了杆状晶体，并使用SE-MET取代晶体收集了3.2A分辨率的MAD数据，该晶体慢慢地花费了三天的结晶液。 MAD方法成功地确定了初始阶段，并成功地获得了盘绕圈区域中的电子密度图。 Dainin的盘绕螺旋具有单个α螺旋的笔直结构，相反，另一个螺旋非常弯曲。在我们的晶体中，茎头的结构尚不清楚，但是可以从SE-MET的位置确定盘绕螺旋的相对排列。在研究期间，UCSF R. Vale等小组宣布了小鼠细胞遗传学的茎头的晶体结构（Science 2008）。在谷的结构和我们的结构中，盘绕螺旋的结合处于损失11个残留物的关系中。这被认为与使用盘绕线圈结构的信息传输的分子机理有着相关性。将来，我想继续使用各种构造来处理此信息传输机制。