HMG-Iが誘導するDNA構造変形の異方的スピン相互作用による精密解析

利用各向异性自旋相互作用精确分析 HMG-I 引起的 DNA 结构变形

• 批准号: 13014208
• 负责人: 楯 真一
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Japan Advanced Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13014208/
• 关键词: NMR; 化学シフト異方性効果; 残余双極子効果; 異方的スピン相互作用; 液晶利用

本年度は、HMG-1により誘導されるDNA構造変形を定量的に決定するための前提となる化学シフト異方性テンソル由来の分子配向依存的な化学シフト変化の観測技術の確立と、蛋白質の^<15>N核が持つ異方性テンソル値を確定する技術の確立に焦点を絞り、以下のような研究成果を得た。1)異方的スピン相互作用を利用した^<15>N化学シフト異方性テンソル値の定量的決定昨年度まで開発してきた、bicelleが共存した蛋白質溶液に対してマジック角試料回転を適用することで異方的スピン相互作用を制御する技術を利用して、本年度は分子配向依存的な^<15>N化学シフト変化の定量的な観測を実現した。また、その値に基づいて溶液中蛋白質から^<15>N化学シフト異方性テンソル値を決定した。その値は、Δσ=-158.6ppm,η=0.14,β=18.8となった。この値は、固体NMRで決定されている値と近いが、溶液中蛋白質のスピン緩和解析から得られた値Δσ=-170ppmとは異なる値である。この違いは緩和解析法では正しい値の評価ができないことを意味する。2)TROSYシグナルの分子配向依存的シフト変化のみから分子配向軸の決定1の研究成果を受けて、分子配向依存的な等方的化学シフト変化は、分子構造が既知の場合には、NH結合軸と共にペプチド面に固定されたCSAテンソル軸の変化から十分な精度予測することができることが確認できた。このことを利用して、TROSYシグナルの変化だけから残余双極子効果を測定する方法を開発した。実際にTROSYシグナルの分子配向変化により誘導され^<15>N化学シフト変化から、分子配向軸を決定し、従来法により決定された値と比較したところ、最大3度のEuler角の違いで両者の結果は一致し、この残余双極子観測法が十分実用的であることを示した。この方法の実現により、従来のIPAPスペクトルに基づく残余双極子観測法では解析できない100kDaを超える蛋白質であっても、残余双極子観測が可能にできる。これにより、巨大蛋白質中での、基質結合によるドメイン間の配向変化などのアロステリック構造変化をNMRにより定量的に追跡することが原理的には可能である。

今年，我们专注于建立一项技术，以观察从化学移动各向异性张量导出的分子方向依赖性化学转移变化，这是定量确定由HMG-1诱导的DNA结构变形的前提，并建立了一项技术以确定原子质量<15> n nuteleus的技术降低了各向异性调节值，并添加了nuteleus <15> n nuteleus，并遵循了nutece contect。 1) Quantitative determination of ^<15>N chemical shift anisotropic tensor values ​​using anisotropic spin interactions, using the technology that bicelle had developed up until last year, which controls anisotropic spin interactions by applying magic angle sample rotation to protein solutions in which coexist, and this year, we have realized quantitative observation of molecular orientation-dependent changes in ^<15>N chemical shifts.此外，根据该值，从蛋白质中确定 ^<15> N化学移动各向异性张量值。值为δσ= -158.6ppm，η= 0.14，β= 18.8。该值类似于固态NMR确定的值，但与溶液中蛋白质的自旋松弛分析获得的值δσ= -170 ppm不同。这种差异意味着放松分析方法无法评估正确的值。 2）在研究结果之后，从分子方向依赖性转移的变化中测定了分子取向轴，可以证实，可以通过固定在肽平面上的CSA张量与NH的结构相结合时，可以通过足够的准确地预测分子方向依赖性的各向同性化学移位变化。使用此方法，我们开发了一种方法，以仅凭茶信号的变化来测量残留的偶极子效应。实际上，从茶信号诱导的 ^<15> n化学移位变化确定了分子取向轴，并将其与传统方法确定的值进行了比较，并且两个结果与最大三个欧拉角差的结果相吻合，表明这种残基偶极观察方法足够实用。通过实现这种方法，也可以观察到无法通过常规IPAP光谱分析的100 kDa以上的蛋白质。原则上，这可以定量跟踪变构的结构变化，例如巨型蛋白质中底物结合引起的域之间的方向变化，NMR。

项目成果

Yoshida, T., Uchiyarna, H.Shimahara, H., Kobayashi, Y.: "Solution Structure of the Ribosome Recycling Factor fom Aquifex aeolicus"Biochemistry. 40. 2387-2396 (2001)

Yoshida，T.，Uchiyarna，H.Shimahara，H.，Kobayashi，Y.：“Aquifex aeolicus 核糖体回收因子的溶液结构”生物化学。