軸糸ダイニンにおけるモータードメインの構造および機能解析

轴丝动力蛋白运动域的结构和功能分析

基本信息

批准号：
17J07553
负责人：
戸田暁之
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J07553/
关键词：
ダイニン分子モーター X線結晶構造解析微小管軸糸ダイニン

项目摘要

ダイニンは生体内分子モーターであり、細胞質ダイニンと軸糸ダイニンに分けられる。そのうち、軸糸ダイニンは鞭毛・繊毛の波打ち運動を駆動する原動力として働く。ダイニンは重鎖、中間鎖、中間軽鎖、軽鎖と呼ばれる複数のタンパク質から構成される超分子複合体であり、そのうち最も大きい重鎖がモーターとして働く。その重鎖中のモータードメインは、約３３００残基のアミノ酸からなる巨大なタンパク質であり、その分子サイズが問題となり構造解析例は限定されている。しかし、軸糸ダイニンに特徴的なモーター活性や運動機構を包括的に理解するためには、原子分解能での軸糸ダイニンのモータードメインの構造解析が不可欠である。そこで、本研究では、[1]軸糸ダイニンモータードメインの構造と、[2]様々な軸糸ダイニンのモータードメイン中に存在する微小管結合部位（MTBD）の構造を決定し、それらを比較することで、軸糸ダイニン特有の運動機構を理解することを目的としている。実施状況は、以下の通りである。[1]軸糸ダイニンモータードメインの構造解析様々な種類の軸糸ダイニンのモータードメインのコンストラクトを作製し、構造解析に必要なサンプルを得ることを試みた。その結果、サンプルを純度よく精製することはできたが、精製サンプルが凝集を起こしていることが示唆され、構造解析に適したサンプルを得るには至っていない。[2]軸糸ダイニンにおけるMTBDの構造解析前年度までの研究により、緑藻クラミドモナス由来の軸糸ダイニンである外腕ダイニンγ重鎖（OADγ）のMTBDと軸糸ダイニン軽鎖１（LC1）の複合体の結晶構造を1.7Åの分解能で決定していた。その結果を元に、生化学的な解析と構造学的観点からOADγにおける微小管上のステッピングについて新たなモデルを得て、論文として発表した。

Dynein是一种体内分子运动，分为细胞质动力蛋白和轴向动力蛋白。其中，轴向动力蛋白充当鞭毛和纤毛的波动运动背后的驱动力。 Dynein是一种由多种蛋白质组成的超分子络合物，称为重链，中间链，中间光链和轻链，其中最大的重链充当电动机。重链中的运动结构域是一种巨大的蛋白质，由约3,300个氨基酸组成，其结构分析的分子大小受到限制。但是，为了全面地了解动力蛋白的运动活性和运动机理的特征，必须在原子分辨率下分析动力蛋白的结构结构域。因此，在这项研究中，我们旨在通过确定轴向动力蛋白运动结构域的结构和[2]在各种轴向动力蛋白的运动结构域中存在的微管结合位点（MTBD）的结构来了解轴向动力蛋白的独特运动机制。实施状态如下：[1]轴动力蛋白运动域的结构分析我们创建了各种类型的轴动力蛋白的运动域的构造，并试图获得结构分析所需的样品。结果，尽管样品被高纯度纯化，但建议纯化的样品有聚集，并且未获得适合结构分析的样品。 [2] Structural analysis of MTBD in axial dynein Research up to the previous year has determined the crystal structure of the complex of the MTBD of the outer arm dynein γ heavy chain (OADγ), axial dynein derived from the green alga Chlamydomonas, and the complex of the MTBD and the dynein light chain 1 (LC1), axial dynein derived from the green alga Chlamydomonas, with a 1.7Å的分辨率。根据结果，我们从生化分析和结构观点获得了一个新的模型，用于踏上OADγ中的微管，并将其作为论文发表。