フィンガー間相互作用を用いたバイオセンサーの開発

开发利用手指交互的生物传感器

基本信息

批准号：
21657034
负责人：
有賀純
金额：
$ 2.05万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

Zicタンパク質の立体構造解析で明らかになった2つのZnフィンガーが一体化した構造について、同様の構造が一般的に見られるのかを検討した。これまでに構造決定されたタンパク質の中ではGliやZap1が同様な構造を示し、これらの立体構造を重ね合わせてみると、トリプトファンが2つのZnフィンガーをつなぐような位置を占めていた。アミノ酸の配列ではC-W-C-H-Hが2回繰り返されているので、「タンデムCWCH2」と名付け、同様の配列をもつ遺伝子をデータベース上で検索した。その結果、587のタンデムCWCH2を含む配列を同定することができた。次にこれらをアミノ酸配列の類似性や文献に記載されている機能情報などをもとに分類・整理したところ、11の遺伝子群にまとめられた。次に、タンデムCWCH2を含む遺伝子の分布を生物を進化の系統樹に重ねてみると、タンデムCWCH2は襟鞭毛虫を含めた動物と真菌を中心に分布していることがわかった。アミノ酸配列の類似性を統計学的に解析したところ、タンデムCWCH2の原型は動物と真菌の共通祖先にまで遡れるという結果が得られました。一方で一般的なC2H2 Znフィンガーは真核生物に広く分布していることが知られている。また配列をもとに構造解析を行った結果、タンデムCWCH2の特徴は、トリプトファンが保存される以外に3つあることが、明らかになった:a)特定の位置のアミノ酸は高頻度で特定のアミノ酸に占められる。b)二つのCWCH2をつなぐアミノ酸配列が一般的なZnフィンガーに比べて長い。c)一般的なZnフィンガーには見られない挿入配列が認められる場合がある。ただし、b,c)のアミノ酸配列は保存性は低い。これらの特微は2つのZnフィンガーが結合して一体化するために進化の過程で獲得してきた変化ではないかと考えられた。これらの知見をもとに、より詳細なフィンガー間相互作用の相互作用の解析を蛍光共鳴エネルギー転移(FRET)やモデル動物を用いて進め、フィンガー間相互作用をもとにしたプローブの開発を進めた。

对于通过 Zic 蛋白的三维结构分析揭示的两个集成锌指的结构，我们调查了是否普遍观察到类似的结构。目前已确定结构的蛋白质中，Gli和Zap1显示出相似的结构，当这些三维结构叠加时，色氨酸占据了连接两个Zn指的位置。由于氨基酸序列有C-W-C-H-H重复两次，我们将其命名为“tandem CWCH2”，并在数据库中搜索具有相似序列的基因。结果，我们能够鉴定出 587 个含有串联 CWCH2 的序列。然后根据文献中描述的氨基酸序列相似性和功能信息对这些基因进行分类和组织，产生 11 个基因组。接下来，当我们将含有串联CWCH2的基因的分布叠加在生物进化树上时，我们发现串联CWCH2主要分布在动物中，包括领鞭毛虫和真菌。氨基酸序列相似性的统计分析表明，串联CWCH2的原始形式可以追溯到动物和真菌的共同祖先。另一方面，已知常见的C2H2 Zn指广泛分布于真核生物中。此外，基于序列的结构分析结果表明，串联CWCH2除了保守的色氨酸外还具有三个特征：a)特定位置的氨基酸经常以氨基酸为主。 b) 连接两个 CWCH2 的氨基酸序列比典型的 Zn 指的氨基酸序列长。 c) 可以观察到常见锌指中未发现的插入序列。然而，氨基酸序列b和c)保守性较差。这些特征被认为是由于两个锌指的结合和整合而在进化过程中获得的变化。基于这些发现，我们将利用荧光共振能量转移（FRET）和模型动物对手指间相互作用进行更详细的分析，并继续开发基于手指间相互作用的探针。