枯草菌ストレス応答系のシグナル伝達機構に関する構造研究

• Project/Area Number: 17770085
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Structural biochemistry
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 熊坂 崇 東京工業大学, 大学院生命理工学研究科, 助教授 (30291066)
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000); Fiscal Year 2006: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000); Fiscal Year 2005: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: シグナル伝達 / ストレス応答 / 結晶構造 / 加水分解酵素 / 脱リン酸化酵素 / ストレス / 蛋白質 / 発現制御 / 微生物 / 構造解析

Research Abstract

今年度は、当初計画に基づき、枯草菌のストレス応答系の蛋白質について、発現系構築および結晶化条件の検索を中心として行った。
昨年度大腸菌での高発現系を構築したSigB蛋白質については、認識DNA配列あるいはAgonistでRsbW蛋白質との複合体の結晶化スクリーニングを行ったが、これまでのところで結晶は得られていない。さらにAntagonistであるRsbV蛋白質の大腸菌での発現系を構築し、高純度で精製試料が得られた。収量が少なく結晶化には至らなかったものの今後、RsbW-RsbV複合体を目指して結晶化条件検索を進める予定である。
既に我々が構造解析を行ったエネルギーストレス系に属するRsbQは、RsbPへシグナルを伝達する重要な蛋白質である。この加水分解酵素がストレスシグナル分子を分解して、RsbPのPer-Arnt-Simドメインに受け渡し、Phosphatase活性を上昇させる。得られた分子構造から、この未知シグナル分子は疎水性低分子であると考えられたため、種々の候補分子についてエステラーゼ活性の測定を行った。その結果、ややK_iが高いものの、フェノール類と短鎖のカルボン酸からなるエステルが有力な候補であることを見出した。これを受けて、RsbPのオリゴマーを乖離させるものと考えられるシグナル分子の探索を引き続き進めている。
さらに、環境ストレス系においては、RsbR, RsbXの大腸菌発現系の作成に成功し、結晶化実験を試みた。その結果、RsbXにおいて、1.3Å分解能の結晶を得ることに成功した。現在、得られたX線回折データを用いて構造解析を進めるとともに、結晶化に関する報文を準備している。