古細菌由来グループ2型シャペロニンの熱安定化の分子機構

古菌2族伴侣蛋白热稳定性的分子机制

基本信息

批准号：
17710192
负责人：
吉田尊雄
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

超好熱性古細菌Thermococcus sp.strain KS-1のシャペロニンは、分子量約6万のαβの2種類のサブユニットから構成されている。これらのサブユニットは、約80%の高い相同性を有するが、αは、低温適応型、βは高温適応型という、サブユニット間で機能的な相違がある。しかしながら、高い相同性にも関わらずサブユニット間で熱安定性が異なる原因は不明である。本研究では、シャペロニンサブユニット間の熱安定性の相違の原因を調べ、シャペロニンの熱安定化の分子機構を調べる。X線立体構造解析からシャペロニンサブユニットは3つのドメイン(頂点、中間、赤道)から構成されており、都合の良いことにN末端からC末端の順に赤道、中間、頂点、中間、赤道ドメインと分かれている。本年度は、熱安定性に関与する部位を同定するために、頂点、中間、赤道ドメインを交換した変異体の熱安定性を解析した。その結果、赤道ドメインをβ型にした変異体は、α型にした変異体よりも熱処理によりオリゴマーからモノマーへ解離しにくく、熱安定性が高いことがわかった。赤道ドメインにおけるαとβのアミノ酸配列の違いはC末端の20残基である。そこでβサブユニットのC末端の22残基をαに変えた変異体を作成し、熱安定性を調べたところ、αサブユニット並の熱安定性を示した。このことから、シャペロニンのC末端の20残基は、シャペロニンの熱安定性に関与する部分であることがわかった。また、αとβの機能の違いを調べるために、ATPase阻害剤のフッ化ベリリウムのリフォールディングにおける効果を解析し、αとβとには、熱安定性以外にも、機能的な違いがあることを示した。

超嗜热古菌 Thermococcus sp.strain KS-1 的伴侣蛋白由两种类型的 αβ 亚基组成，分子量约为 60,000。这些亚基具有约80%的高度同源性，但亚基之间存在功能差异：α是冷适应的，β是高温适应的。然而，尽管具有很高的同源性，但亚基之间热稳定性差异的原因尚不清楚。在本研究中，我们探讨了伴侣蛋白亚基之间热稳定性差异的原因，并研究了伴侣蛋白热稳定的分子机制。 X射线构象分析表明，伴侣蛋白亚基由顶端、中部、赤道三个结构域组成，方便起见，从N端开始依次分为赤道、中部、顶端、中部、赤道结构域到C末端。今年，为了确定参与热稳定性的位点，我们分析了顶端、中间和赤道域交换的突变体的热稳定性。结果发现，与具有α型赤道结构域的突变体相比，具有β型赤道结构域的突变体通过热处理从低聚物解离成单体的可能性较小，并且具有更高的热稳定性。赤道域中α和β的氨基酸序列的差异在于C端20个残基。因此，我们创建了一个突变体，其中β亚基的C端22个残基被改为α，当我们检查其热稳定性时，我们发现它具有与α亚基相当的热稳定性。这表明伴侣蛋白的C端20个残基参与伴侣蛋白的热稳定性。此外，为了研究α和β之间的功能差异，我们分析了ATP酶抑制剂对氟化铍重折叠的影响。

项目成果

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Comparative analysis of the protein folding activities of two chaperonin subunits of Thermococcus strain KS-1; the effects of beryllium fluoride

热球菌KS-1菌株两个伴侣蛋白亚基蛋白质折叠活性的比较分析

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takao Yoshida
通讯作者：
Takao Yoshida

Contribution of the C-terminal region to the thermostability of the archaeal group II chaperonin from Thermococcus sp. strain KS-1

C 末端区域对来自热球菌属的古细菌 II 族伴侣蛋白的热稳定性的贡献。

DOI：
10.1007/s00792-006-0519-y
发表时间：
2006-05-10
期刊：
Extremophiles
影响因子：
2.9
作者：
Takao Yoshida;Taro Kanzaki;R. Iizuka;Toshihiro Komada;T. Zako;R. Suzuki;T. Maruyama;M. Yohda
通讯作者：
M. Yohda

Localization of Prefoldin Interaction Sites in the Hyperthermophilic Group II Chaperonin and Correlations between Binding Rate and Protein Transfer Rate

超嗜热 II 族伴侣蛋白中前折叠蛋白相互作用位点的定位以及结合率与蛋白质转移率之间的相关性