蛋白質のフォールディング機構相転移の網羅的探索とその物理的駆動力の解明

全面探索蛋白质折叠机制的相变并阐明其物理驱动力

基本信息

批准号：
22KJ1597
负责人：
森祐二郎
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1597/
关键词：
蛋白質フォールディング

项目摘要

Staphylococcal nucleaseの構造形成機構は、リガンドであるアデノシン-3',5'-二リン酸、変性剤である尿素の濃度に依存して切り替わる。本研究の目的は、i)自発的フォールディングからリガンド結合によるフォールディングへと構造形成機構が切り替わる溶媒条件(アデノシン-3',5'-二リン酸、尿素濃度)をフォールディングの速度論の分光的測定に網羅的に探索することと、切り替わり周辺の溶媒条件下における反応に関わる分子種の安定性と構造に基づき、核磁気共鳴(NMR)法と変異体解析を用いることで、ii)各機構の構造形成に本質的な物理的駆動力を明らかにすることにある。さまざまな尿素濃度、アデノシン-3',5'-二リン酸濃度においてォールディングの速度論の分光的測定を行い、Staphylococcal nucleaseのフォールディング機構の切り替わる溶媒条件を網羅的、俯瞰的に見出した。その際、野生型、及び同位体ラベルしたStaphylococcal nucleaseの発現精製を行った。また2022年度後半より、学振の若手研究者海外挑戦プログラムにより、米国Fox chase cancer centerにて、本研究課題の一部を行った。続けて当研究機関で実時間NMR法を用いて、フォールディング機構が切り替わる溶媒条件周辺においてフォールディングの速度論測定を行い、変性状態から天然状態に至るまでのリガンド結合と構造変化をアミノ酸残基レベルで解明する。これらの研究成果の一部を、日本生物物理学会にて報告した。

葡萄球菌核酸酶的结构形成机理根据配体腺苷3'，5'-二磷酸盐和变性剂尿素的浓度而变化。这项研究的目的是i）全面探索溶剂条件（腺苷3'，5'-二磷酸，尿素浓度），其中结构形成机制是从自发折叠转变为配体结合折叠的，以及基于循环磁性的杂音和突变体的杂音分析（NMR）的杂音测量值，并使用核能分析（NM）。开关周围的溶剂条件下的反应，ii）阐明了每种机制的结构的必要物理驱动力。对各种尿素和腺苷3'，5'-磷酸盐浓度的vall动力学的光谱测量进行了全面的和鸟眼的观点，这些溶剂条件的观点改变了溶剂局部的溶剂状况，以改变葡萄球菌核酸葡萄球菌的折叠机制。此时，进行了野生型和同位素标记的葡萄球菌核酸酶的表达纯化。此外，从2022年下半年开始，该研究主题的一部分是根据年轻研究人员的海外挑战计划在美国的Fox Chase Cancer Center进行的。接下来，我们的研究所使用实时NMR来测量围绕溶剂条件进行折叠机制的折叠动力学，并阐明了在氨基酸残基水平上从变性到自然状态的配体结合和结构变化。其中一些研究结果在日本的生物物理学会报道。