ヒト熱ショック蛋白質Hsp40コシャペロンの構造生物学研究

Research Project

Project/Area Number	17659009
Research Category	Grant-in-Aid for Exploratory Research
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Physical pharmacy
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	佐藤能雅東京大学, 大学院薬学系研究科, 教授 (30150014)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	野口修治東京大学, 大学院薬学系研究科, 助手 (60237823) 藤間祥子東京大学, 大学院薬学系研究科, 助手 (40363535) 水谷隆太東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助手 (70272482)
Project Period (FY)	2005 – 2006
Project Status	Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help	¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000) Fiscal Year 2006: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000) Fiscal Year 2005: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Keywords	熱ショック蛋白質 / シャペロン / 結晶化 / 構造生物学 / X線結晶構造解析 / 巻き戻し / 変性 / Hsp40 / フォールディング
Research Abstract	ヒトの熱ショック蛋白質Heat Shock Protein 40(Hsp40)は,ガン細胞の温熱療法への耐性の獲得に関わる蛋白質であり,生合成された蛋白質のネーティブ構造へのHsp70による巻き戻し,会合や輸送への関与が細胞レベルで示されている。研究では,ヒトHsp40を発現,精製,結晶化し,三次元構造をX線結晶構造解析によって解明することを目的とした。 Hsp40全長体を大腸菌株で発現させ,高純度に精製した。全長体からβ-トリプシンによってC末端側ドメインを切り出してC末端体を調製した。Hsp70の部分ペプチド鎖を調製し,部分ペプチド鎖とHsp40全長体およびC末端体との相互作用を調べた。これらの混合画分の結晶化も進めた。結晶化が困難な蛋白質の試料準備と結晶化操作の手法を精査して手順マニュアルを作成し,研究を展開した。全長体については,数種類の結晶を析出させることができた。しかし,いずれの結晶も微小で,結晶化条件を広範囲に探索してもサイズを改善することはできなかった。これは,全長体のN末端側がフレキシブルな構造を持つことに由来するものと考えられる。 C末端体は,変性ルシフェラーゼを用いる性情解析から,全長体とHsp70シャペロンの巻き戻し反応を抑制することから,巻き戻しに重要な役割を担っている。C末端体のN末端はSer150で,分子量は21,000となった。結晶化条件の探索を行ない,様々な晶癖の結晶を得ることができた。さらに,部分ペプチドとC末端体の共結晶化により,種結晶法を用いて外形が良好な結晶を得た。これらはX線回折能が良好であったが,長周期の回折斑点が認められた。X線解析が可能な結晶なので,全長体,C末端体の結晶化と併せて,結晶化条件と回折実験の改善を引き続き行うこととしている。