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膜結合型グルタミン酸受容体結合タンパク質PSD-zip45のX線結晶構造解析

Research Project

Project/Area Number 13033042
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionThe Institute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

中津 亨  理化学研究所, 速度論的結晶学研究チーム, 連携研究員 (50293949)

Project Period (FY) 2001 – 2002
Project Status Completed (Fiscal Year 2002)
Budget Amount *help
¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2002: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2001: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
KeywordsPSD-Zip45 / グルタミン酸受容体 / X線結晶構造解析 / シナプス / 自己重合 / ロイシンジッパーモチーフ / EVH1ドメイン / X線小角散乱
Research Abstract

本研究の目的は、グルタミン酸受容体(mGluR)に結合するタンパク質であるPSD-Zip45のX線結晶構造解析を行い、情報伝達が行われるときの仕組みを立体構造に基づいて明らかにしようとするものである。PSD-Zip45はC末端領域にロイシンジッパーモチーフが存在し、この部分を用いて自己重合を行うことでmGluRをシナプス後膜に集積させる。シナプス後膜における受容体の集積機構の解明にはC末端領域は非常に重要である。しかし、その一方でこの領域は非常にアグリゲーションを起こしやすいために結晶化を行うための大量調整には困難な点も多い。
我々のこれまでの研究で、PSD-zip45ファミリー内で保存されているN末端側186残基中、175残基までの領域についてX線結晶構造解析を行い、PSD-Zip45内の122残基以降の構造をとっていない領域の特定の部分(SPLTP配列)がmGluRへの結合領域であるEVH1ドメインと相互作用していることがわかった。このことからmGluRが存在することで、自己重合を開始する制御機構の存在が示唆された。
そこで次に、この領域の水溶液中での挙動を調べるために、X線小角散乱により水溶液中でのこの領域の形状を測定した。その結果、分子の最大長が80Å程度であり分子のRcが9Å程度であることがわかった。この形状は構造をとっていない112残基以降の部分が自由に運動しているときの単量体分子の大きさによく一致した。このことは、結晶格子中で観察されたEVH1ドメインとSPLTP配列の相互作用が水溶液中では起きていないことを示していた。そこで、全体的な構造を明らかにするためにまずPSD-Zip45の全長の精製条件を検討した。その結果、精製バッファーに還元剤として2-メルカプトエタノールを添加することでPSD-Zip45の安定性が向上し、回収量及び精製純度が共に改善された。

Report

(2 results)
  • 2002 Annual Research Report
  • 2001 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All Other

All Publications (6 results)

  • [Publications] Yamauchi, E., Nakatsu, T., Matsubara, M., Kato, H., Taniguchi H.: "Crystal structure of MARCKS calmodulin-binding domain peptide complexed with Ca^<2+> Calmodulin"Nature Structural Biology. (In press). (2003)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] Shimizu, T., Nakatsu, T., Miyairi, K., Okuno, T., Kato, H.: "Active-Site Architecture of Endopolygalacturonase I from Stereum purpureum Revealed by Crystal Structures in Native and Ligand-Bound Forms at Atomic Resolution"Biochemistry. 41. 6651-6659 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] Irie, K., Nakatsu, T., Mitsuoka, K., et al.: "Crystal Structure of the Homer I Family Conserved Region Reveals the Interaction Between the EVH1 Domain and Own Proline-rich Motif"Journal of Molecular Biology. 318. 1117-1126 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] Boehlein, S. K., Nakatsu, et al.: "Characterization of inhibitors acting at the synthetase site of Escherichia coli asparagine synthetase B"Biochemistry. 40・37. 11168-11175 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] Shimizu, T., Nakatsu, T., Miyairi, K., Okuno, T., Kato, H.: "Crystallization and preliminary X-ray study of endopolygalacturonase from the pathogenic fungus Stereum purpureum"Acta Crystallogr D. 57・8. 1171-1173 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] Hibi, T., Hisada, H., Nakatsu, T., Kato, H., Oda, J.: "Escherichia coli B gamma-glutamylcysteine synthetase : modification, purification, crystallization and preliminary crystallographic analysis"Acta Crystallogr D. 58・2. 316-318 (2002)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report

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Published: 2001-04-01   Modified: 2018-03-28  

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