カチオン－π相互作用によるタンパク質の構造形成・機能発現制御

通过阳离子-π相互作用控制蛋白质结构形成和功能表达

基本信息

批准号：
23390008
负责人：
竹内英夫
金额：
$ 12.23万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011-04-01 至 2014-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

カチオン-π相互作用はタンパク質の構造や機能を制御する可能性があり、注目を浴びつつある。本研究では、各種分光法を駆使することにより、芳香族アミノ酸残基が関与するカチオン-π相互作用について、１）相互作用の存在を検証するためのスペクトルマーカーの探索・発見、２）相互作用に起因するタンパク質構造変化の追跡法の開発、ならびに、３）これら新規マーカー、追跡法のタンパク質構造解析への応用を行い、カチオン-π相互作用がタンパク質の構造形成と機能発現において果たす役割を解析するための分光学的基盤を構築することを目的とした。前年度に引き続き、HIV-1ウイルスのVprタンパク質のC末端側へリックス部分を含む29アミノ酸残基からなるペプチドVpr52-80（DTWTGVEALIRILQQLLFIHFRIGCRHSR）とその変異体を用いて、His-Trp間のカチオン-π相互作用を吸収、蛍光、円偏光二色性で検出することを試みた。その結果、酸性条件下でHisが正電荷を獲得すると、Trpとの間にカチオン-π相互作用が生じ、Trpの紫外吸収に特有の変化をもたらすこと、また、Trpの蛍光を有意に消光させることが分った。Hisが正電荷を獲得することに同期して円偏光二色性にもわずかであるが変化が観測され、へリックスの長さが増すことが分った。さらに、これらのスペクトルの温度依存性を詳細に検討したところ、カチオン-π相互作用は、Vprペプチドのへリックス二量体構造を安定化することが明らかとなった。カチオン-π相互作用によるタンパク質構造の変化と機能の制御は、別のタンパク質であるヒトガレクチン-1でも確認された。本研究により、カチオン-π相互作用がタンパク質の構造形成と機能発現において重要な役割を果たすことが示された。

阳离子 - π相互作用引起了人们的注意，因为它们可能调节蛋白质结构和功能。这项研究旨在利用各种光谱法来确定涉及芳香族氨基酸残基的阳离子-π相互作用的存在。 1）搜索和发现光谱标记以验证相互作用的存在； 2）开发一种跟踪相互作用引起的蛋白质结构变化的方法； 3）将这些新颖的标记和追踪方法应用于蛋白质结构分析，并建立光谱基础，以分析阳离子-π相互作用在蛋白质结构形成和功能表达中起着作用的作用。从上一年开始，我们试图通过使用肽VPR52-80（DTWTGVEALIRILQLFIHFRIGCRHSR）吸收，荧光和圆形二色性来检测HIS-TRP之间的阳离子-π相互作用，该氨基酸由29个氨基酸居住在vpr蛋白的c-term-term-term-term-term-term-term prutiant and the vpr蛋白的替代品组成。结果，当他在酸性条件下获得正电荷时，TRP和TRP之间会发生阳离子-π相互作用，从而导致TRP的紫外线吸收的独特变化，并且还发现TRP荧光显着淬灭。同步性与他获得的正电荷，在圆形二色性中观察到了略有变化，表明螺旋的长度增加。此外，对这些光谱的温度依赖性进行了详细检查，并发现阳离子-π相互作用稳定了VPR肽的螺旋二聚体结构。在另一种蛋白质人乳糖素-1中也证实了蛋白质结构的变化和阳离子-π相互作用引起的功能调节。这项研究表明，阳离子-π相互作用在蛋白质结构形成和功能表达中起重要作用。