ATP依存性立体構造変異蛋白群に内在するシャペロン型NDPK活性の発見と変異機序

• Project/Area Number: 12877022
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: General medical chemistry
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 木戸 博 徳島大学, 分子酵素学研究センター, 教授 (50144978)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 矢野 仁康 徳島大学, 分子酵素学研究センター, 助手 (40304555)
• Project Period (FY): 2000
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2000)
• Budget Amount: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 2000: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
• Keywords: Hsp70 / ヌクレオシド二リン酸キナーゼ / 分子シャペロン / ATP分解 / ATP合成 / プロテアソーム / 14-3-3

Research Abstract

我々は、蛋白質の立体構造変換にかかわる分子シャペロン群が、ATP分解作用と同時にATPの合成活性を持つことを明かにした。さらにこの活性は、ATP限らず他のヌクレオシドについても同様の活性を示し、ヌクレオシド2リン酸とヌクレオシド3リン酸との間でのリン酸基の転移触媒反応(ヌクレオシド2リン酸キナーゼ様作用)であることが明かになった。一方蛋白質分解酵素は、基質蛋白質の立体構造が何等かの作用によりほぐれ、切断部位が分子の表面に出した後にここを切断する。我々は多量体構造をとる蛋白質分解酵素の20SプロテアソームのサブユニットのC_5とC_8が分子シャペロン様作用を持つことを明かにした。実際に20Sプロテアソームは、熱変性による基質蛋白質の凝集塊形成を阻止するが、この作用はATP存在下に著明に増強され、ヌクレオシド2リン酸キナーゼ阻害剤のクエルセチンで強く阻害された。
さらに分子シャペロンのHsp70におけるヌクレオシド2リン酸キナーゼの分子的基盤を解析するため、酵素活性としての活性中心の検索と、反応過程に生ずる自己リン酸化部位の同定を行った。その結果、従来明かに、されていたATPの結合領域以外にもう1つのATP結合領域がC末端の227H,234E,232Dの部位にあり、この領域を介したヌクレオシド2リン酸キナーゼ活性の発現が強く示唆された。さらにリン酸基転移反応過程で生ずる自己リン酸化部位は、204Tと211Tであることが判明した。そこで現在これ等の蛋白質のシャペロン活性の発現にヌクレオシド2リン酸キナーゼがどのように関与しているかを解析している。