新規タンパク質成熟化機構の解明

• Project/Area Number: 19658129
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Applied molecular and cellular biology
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 小林 達彦 筑波大学, 大学院・生命環境科学研究科, 教授 (70221976)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 周 哲敏 筑波大学, 大学院・生命環境科学研究科, 研究員 (50447231) ; 橋本 義輝 筑波大学, 大学院・生命環境科学研究科, 講師 (00323254)
• Project Period (FY): 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000); Fiscal Year 2007: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
• Keywords: タンパク質 / 成熟化 / アポタンパク質 / ホロタンパク質

Research Abstract

本研究では、Jl菌の低分子量型ニトリルヒドラターゼで翻訳後成熟化に関わる新規タンパク質成熟化機構について、タンパク質成熟化前後の各タンパク質の挙動や、タンパク質成熟化機構で最も重要な役割を果たすと予想できる複合体中のタンパク質について機能解析し、本機構をより詳細に解明することを目的とした。
本低分子量型ニトリルヒドラターゼのアポ酵素やホロ酵素は、担体および溶出条件など精製の過程で同じ条件を用いた場合に溶出パターンが異なるころを見いだした。そこで、アポ酵素とホロ酵素のそれぞれを清製し、それらの諸性質を比較した。可視紫外線吸収スペクトルならびに円偏光二色性スペクトルなどの分光学的解析を行った結果、両者の構造は異なり、成熟化前後での構造変化が起こることを確認した。また、低分子量型ニトリルヒドラターゼのホロはαβ両サブユニットからなる4量体構造をとることが既に判明していたが、アポ酵素についてゲル濾過により4次構造を測定した結果、4量体と2量体の2つのタイプが存在することを明らかにした。
我々が発見した複合体と低分子量型ニトリルヒドラターゼのアポ酵素を混合したところ、ニトリルヒドラターゼ活性が上昇したことから本複合体は成熟化機構に重要な役割を果たすことを証明した、さらに、混合後に活性が上昇したタンパク質を清製し、可視紫外線吸収スペクトルならびに円偏光二色性スペクトルなどの分光学的解析を行ったところ、ホロ酵素を同一のスペクトルをそれぞれ示した。これらの結果より、成熟化の酵素は非活性だけではく構造の面からもホロ酵素を同一であることを証明した。