膜4回貫通型蛋白質テトラスパニンの細胞外ドメインの構造生物学的研究

四跨膜蛋白四跨膜蛋白胞外结构域的结构生物学研究

基本信息

批准号：
14780510
负责人：
北所健悟
金额：
$ 2.5万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

膜4回貫通型蛋白質であるテトラスパニン(Tetraspanin)は接着因子であるインテグリン等と複合体を形成し、また各々違ったテトラスパニン同士で互いに相互作用していることから、"Tetraspan Web"という細胞膜上でのネットワークを形成すると示唆されている。このテトラスパニンの細胞膜上における機能については不明であったが、最近、この蛋白質群がウイルス感染や受精などの主として細胞融合に関わる重要な役割を果たしていることがわかってきている。テトラスパニンのうち、CD81タンパク質は、C型肝炎ウイルス(HCV)のエンベロープ蛋白質(E2)に結合することから、その感染との関わりが示唆されている。CD81と非常に構造的に近い蛋白質であるCD9は、受精における重要な役割を果たしており、精子の認識に関わるレセプターであることが示唆されている。本研究では、テトラスパニンの細胞外ドメインの立体構造を決定し、構造の詳細を検討比較することにより、構造生物学的観点から、テトラスパニンの立体構造と機能の関係を解明することが目的である。CD81分子は236個のアミノ酸からなる4回膜貫通型の膜蛋白質であり、2つの細胞外領域(LELおよびSEL)がある。CD81のLEL/SEL複合体結晶については、SELの共存下でLELの結晶化スクリーニングの結果、MPDを沈殿剤とした場合に、以前得られた2種類のLEL結晶とは全く晶系の異なる結晶が得られた。これを用いてSpring-8の蛋白研ビームラインBL44XUにて2.0Å分解能のX線回折データを収集した。この結晶は、晶系がRhombohedralに属し、a=b=59,c=143Åであり、2.OÅ分解能までのデータで、Rsymが、7.8%,Completenessが99.9%であった。現在、重原子同系置換法によって構造解析を行っている。またCD9については、分子モデリングの手法を基にして、CD81-LELの座標を使って、構造予測を行った。その結果、C9タンパク質は、CD81との比較により、D-ヘリックス部分の構造が顕著に異なっており、CD9においてもこの領域が受精の際に精子を認識する上で重要な役割を果たしていることが示唆された。

四跨膜蛋白是四次跨膜蛋白，与整合素等粘附因子形成复合物，并且由于不同的四跨膜蛋白彼此相互作用，它们在细胞膜上形成称为“四跨膜网”的复合物。的网络尽管这种四跨膜蛋白在细胞膜上的功能尚不清楚，但最近发现该蛋白组主要在细胞融合中发挥重要作用，例如病毒感染和受精。在四跨膜蛋白中，CD81 蛋白与丙型肝炎病毒 (HCV) 的包膜蛋白 (E2) 结合，表明它参与感染。 CD9 是一种结构与 CD81 非常相似的蛋白质，在受精过程中发挥着重要作用，并被认为是参与精子识别的受体。本研究的目的是确定四跨膜蛋白胞外域的三维结构，检查和比较结构的细节，从结构生物学角度阐明四跨膜蛋白的三维结构与功能之间的关系。 CD81分子是由236个氨基酸组成的4次跨膜膜蛋白，具有两个胞外区（LEL和SEL）。对于CD81的LEL/SEL复合晶体，作为在SEL共存下LEL的结晶筛选的结果，当使用MPD作为沉淀剂时，获得了与先前获得的两种类型的LEL晶体具有完全不同的晶系的晶体。获得。利用这一点，我们在 Spring-8 的国家蛋白质研究所光束线 BL44XU 收集了 2.0 Å 分辨率的 X 射线衍射数据。该晶体的晶系属于菱面体，a = b = 59，c = 143 Å，2.0 Å分辨率下的数据显示Rsym为7.8%，完整性为99.9%。目前，正在使用重原子等基因取代法进行结构分析。关于CD9，使用基于分子建模技术的CD81-LEL的坐标来预测结构。因此，C9 蛋白的 D 螺旋部分的结构与 CD81 的结构显着不同，并且 CD9 的该区域在受精过程中识别精子中也发挥着重要作用。