Gq型G蛋白質共役光受容体のX線構造解析

Gq型G蛋白偶联光感受器的X射线结构分析

基本信息

批准号：
20054008
负责人：
村上緑
金额：
$ 2.56万
依托单位：
Nagoya 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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20054008/
关键词：
ロドプシン X線結晶構造解析 GPCR 反応中間体

项目摘要

ロドプシンが担う光情報変換機能の初期過程は、蛋白質内に含む発色団レチナールの11-cis型から全トランス型への光異性化反応である。バソ中間体において吸収した光エネルギーが活性部位レチナールに微小な歪みとして蓄えられ、ルミ中間体を経てメタ中間体で分子全体に広がる構造変化を惹起し、その結果、細胞質側表面に共役したG蛋白質に光情報が伝えられる。本研究課題では、バソ中間体およびその光異性体である9-シス型イソロドプシンの構造解析を行った。イカロドプシン結晶に対し液体窒素温度下でさまざまな波長の光を照射すると、11-シス型基底状態、9-シス型イソロドプシン、全トランス型バソ中間体の3状態間で平衡状態を形成した。この平衡状態において、さまざまな光照射条件下での光異性体の形成率を見積もり、バソ中間体およびイソロドプシンの測定に最適な条件を見出した。さらに、3状態間遷移の速度定数を決定することができた。X線回折実験においては、ビームラインに設置されたオンライン顕微分光装置を用いて照射したX線量に依存する結晶の吸収変化を測定し、少量のX線量によって壊れていくタンパク質を定量的に解析し、X線照射下でのバソ中間体の残存率を正確に見積もった。これらの結果に基づき、バソ中間体とイソロドプシンのモデルを精度よく構築することができた。

视紫红素执行的光学信息转化函数的初始过程是蛋白质中包含的发色团视网膜的光异构反应，从11-CIS形式到整个反式形式。吸收在VASO中间体中的光能作为小应变存储在活性位点视网膜中，并使用Meta中间体来引起结构变化，这些变化通过Lumi中间体散布在整个分子中，从而导致光信息传播到G蛋白连接到细胞质表面的G蛋白。在此研究主题中，我们对瓦斯中间体及其光异构体9-CIS类型异甲莫汀进行了结构分析。当在液体氮温度下用各种波长的光照射伊卡洛多蛋白蛋白晶体时，这三个状态之间形成了平衡状态：11-CIS基态，9-CIS异莫托滨蛋白和全反式VASO中间体。在这种平衡中，估计了各种光照射条件下的光异构体形成速率，并发现了测量VASO中间体和分离蛋白的最佳条件。此外，可以确定州际过渡的速率常数。在X射线衍射实验中，测量了使用安装在梁线上的在线微光谱计辐照的X射线剂量的晶体的吸收变化，并测量了安装在梁线上的在线微光谱计，并且定量分析了X射线剂量少量的蛋白质，并在X射线中分析了少量的X射线剂量，并且在X射线中X-Ray Intermendiate的残余速率是X-RAID下的残留率。基于这些结果，VASO中间体和异甲莫丁的模型能够以很高的精度构建。