| Project/Area Number |
19J13259
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Section | 国内 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 43040:Biophysics-related
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
西澤 茉由 京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2021-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
|
| Budget Amount *help |
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2020: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
|
|---|
| Keywords | ATP / NMR / 線維化阻害 / タンパク質 / ユビキチン / α-シヌクレイン / p62 UBA / アミロイド / 溶液NMR |
|---|
| Outline of Research at the Start |
私たちの生命活動に必須であるATPは、細胞内における主要なエネルギーの通貨として働くだけではなく、線維化しないタンパク質の疎水面をマスクするように相互作用することが明らかになった。しかしながら、ATPがどのように線維化タンパク質に相互作用し、その線維化を阻害するかは未だ明らかになっていない。そこで、本研究では、実際に線維化タンパク質でも高濃度ATPが選択的な相互作用をもつのか、また、どのようなメカニズムでアミロイド線維化を阻害するのかを溶液NMR等を用いて原子レベルで明らかにする。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
本年度では、NMR分光法とMDシミュレーションを組み合わせることにより、ATPとさまざまなタンパク質との間の非共有結合相互作用を解析し、その結果、本年度において以下の2点のさらなる知見を得た。
(1) タンパク質の溶媒和に及ぼすATPの影響 :タンパク質と水の水素交換の直接測定であるCLEANEX-PM法を測定した結果、構造を持つユビキチン(Ub)と構造を持たないα-シヌクレインの両方において、溶媒に曝されたタンパク質領域で、タンパク質のアミドと水の水素交換速度が低下していることが確認された.さらに、ATPを添加すると、UbアルギニンNε-Hε側鎖共鳴と一致する化学シフトの新たなクロスピークが複数現れた。これらの共鳴はATP非添加時には観測されなかったため、ATPがタンパク質と溶媒の水素交換を変化させたことが明らかになった。
(2) ATPのオリゴマー状態:昨年度までに得られた、ATPとタンパク質の相互作用の濃度依存性をさらに調べるために、ATP自体の濃度依存性を複数の生物物理学的測定法を用いて調べた結果、ITC、NMR、DLS等の手法で高濃度でのATPの異なる分子状態が存在することがわかった。
本研究において明らかにした非特異的なタンパク質-ATP相互作用は、以下の2点のATPの特性に由来するものと考えられる。１.正に荷電したタンパク質残基と疎水性のタンパク質残基の両方との相互作用を可能にする、ATPの両親媒性（アニオン性-疎水性） ２.タンパク質表面のパッチにATPを適合させることを可能にするコンフォメーションの柔軟性
これらの知見は、ATPが細胞内で高い絶対濃度で存在する理由を非代謝的な観点から説明するものであり、同様の可溶化性小分子が細胞内で強力な凝集防止効果を持つ可能性を示唆している。
|
| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
