シャペロニン機能の1分子イメージング

伴侣蛋白功能的单分子成像

基本信息

批准号：
06J10141
负责人：
飯塚怜
金额：
$ 2.18万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2008
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J10141/
关键词：
シャペロニン構造変化 1分子蛍光イメージング古細菌

项目摘要

バクテリア型及び真核細胞型シャペロニンが「どのようにタンパク質のフォールディングを介助しているか」を明らかにすることを目指し、下記のような研究を遂行した。1.バクテリア型シャペロニンの分子機構解析大腸菌のシャペロニンGroELが生理的条件下において、弾丸型複合体およびフットボール型複合体を同程度の割合で形成することを明らかにした。今日まで、GroELの機能は弾丸型複合体を通じて発揮されるとされてきた。今回の発見はこの定説を覆すものであり、GroELの機能発現機構モデルの改訂を迫る発見と言える。この成果はJournal of Biological Chemistry誌に掲載された。2.真核細胞型シャペロニンの分子機構解析超好熱性古細菌Thermococcus sp.strain KS-1(T.KS-1)由来シャペロニンの基質タンパク質を取り込む空洞部分の蓋構造(Helical protrusion)の開閉を(1)生化学的・構造学的に(2)1分子レベルで解析した。(1)T.KS-1シャペロニンサブユニットの連結変異体を用いた実験から、ATPにより各サブユニットで構造変化が起こった後、隣接したサブユニットのHelical protrusion間で相互作用することで空洞部分が閉じた構造へと転換することを見出した。この成果は、Journal of Biological Chemistry誌に発表した。(2)Helical protrusionの開閉を、結合させた蛍光色素の配向を検出することで可視化した。蛍光色素の配向は、励起に直線偏光を用い、その偏光を回転させ、蛍光強度の経時変化から決定した。この実験系において構造変化の観察事例を増やすことに成功し、蛍光色素の配向の差異から見積もられる角度変化は過去の研究結果と一致した。現在、この成果の論文発表の準備を進めている。

我们进行了以下研究，旨在阐明细菌和真核伴侣蛋白如何协助蛋白质折叠。 1.细菌伴侣蛋白的分子机制分析我们发现大肠杆菌伴侣蛋白GroEL在生理条件下以相似的速率形成子弹形和足球形复合物。迄今为止，人们一直认为 GroEL 的功能是通过子弹形复合体发挥的。本发现推翻了这一既定理论，可以说是一个需要修改GroEL功能机制模型的发现。该结果发表在《生物化学杂志》上。 2. 真核伴侣蛋白的分子机制分析腔体螺旋突起的打开和关闭，该腔体在生物化学和结构上吸收来源于超嗜热古菌Thermococcus sp.strain KS-1 (T.KS-1) 1) 的伴侣蛋白底物蛋白(2)单分子水平分析。 (1)通过使用T.KS-1伴侣蛋白亚基的连锁突变体的实验，我们发现ATP引起每个亚基的结构变化后，相邻亚基的螺旋突起之间的相互作用导致空腔的形成。转变为封闭结构。该结果发表在《生物化学杂志》上。 (2)通过检测结合的荧光染料的方向来可视化螺旋突起的打开和关闭。通过使用线偏振光激发、旋转偏振光并确定荧光强度随时间的变化来确定荧光染料的方向。在这个实验系统中，我们成功地增加了观察到结构变化的案例数量，并且根据荧光染料的方向差异估计的角度变化与过去的研究结果相匹配。我们目前正准备发表基于这一结果的论文。