1996 Fiscal Year Annual Research Report
固体高分解能NMRによる膜蛋白質の3次元構造とダイナミックスの解析
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06454666
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| Research Institution | Himeji Institute of Technology |
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Principal Investigator |
斉藤 肇 姫路工業大学, 理学部, 教授 (30100150)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
辻 暁 姫路工業大学, 理学部, 助手 (60227387)
内藤 晶 姫路工業大学, 理学部, 助教授 (80172245)
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| Keywords | 膜タンパク質 / 固体高分解能NMR / 三次元構造 / バクテリオロドプシン / ダイナミックス |
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| Research Abstract |
[3-^<13>C]Ala標識バクテリオロドプロシン(bR)を対象に、交差分極マジック角回転(CP-MAS)、高出力デカップリングマジック角回転(DD-MAS)の2種類の固体高分解能NMR測定結果の比較による、細胞膜表面部位と膜貫通部位の選択、pH適定、選択的^<13>C標識合成フラグメントとの比較により、位置特異的なNMR信号の帰属を行ない、全信号の50%を完了した。特に、C-末端にある残基231-248は細胞膜から突出しているにも拘わらず、αヘリックス構造をとることを明らかにすることができた。さらに、種々の界面活性剤によってリン脂質の脱脂、紫膜の可溶化の実験を行い、前者の方はbRのヘリックス構造を変化させる比較的大きな変化が、後者の場合はループ部位をヘリックス構造に変化させるなど、全体としてヘリックス含量を増大させる傾向にあることがわかった。さらに、NMR緩和時間測定により、観測部位に応じて時間尺度が10^<-2>秒程度のおそい運動、10^<-4>-10^<-5>秒程度の中間程度の揺らぎが観測できることを示した。この他、C末端部位のように、ランダム構造をとっている分子は溶液分子様の時間尺度10^<-9>秒程度の運動をおこし、CP-MASでは信号がもはや観測できなくなる。このように、異なる時間尺度での揺らぎの程度が、固体NMRでは容易に識別できることがわかった。最後に、膜タンパク質に結合する信号伝達ペプチドの三次元構造を回転エコー二重共鳴法によって決定する際の種々の問題点を解析し、測定精度0.05Aで距離測定が可能になった。
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[Publications] H. Saito: "Conformation and Dynamics of Fibrous and Membrane Proteins as Revealed by High-Resolution Solid-State NMR," Macromol. Symp.101. 71-79 (1996)
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[Publications] Y. Yamazaki: "Hydrogen Bonds of Water and C=O Groups Coordinate Long-Range Structural Changes in the L-Photointermediate of Bacteriorhodopsin," Biochemistry,. 35. 4063-4068 (1996)
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[Publications] S. Tuzi: "Conformation and Dynamics of [3-^<13>C]Ala-labeled Bacteriorhodopsin and Bacterio-opsin, Induced by Interaction with Retinal and Its Analogs, AS Studied by ^<13>C NMR," Biochemistry,. 35. 7520-7527 (1996)
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[Publications] S. Tuzi: "Temperature-dependent Conformational Change of Bacteriorhodopsin as Studied by Solid-state ^<13>C NMR," Eur. J. Biochem.239. 294-301 (1996)
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[Publications] A. Naito: "Three-dimensional Stucture of Crystalline N-Acetyl-Pro-Gly-Phe as Revealed by ^<13>C-REDOR, X-Ray Diffraction, and Molecular Dynamics Calculation," J. Phys. Chem.100. 14995-15004 (1996)
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[Publications] M. Aida: "Molecular Dynamics Simulation of a Simple Tripeptide, N-Acetyl-Pro-Gly-Phe in the Crystalline State : Distinction of the β-turn Type I from the Type II Form," J. Mol. Struct. (Theochem.),. 388. 187-200 (1996)
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[Publications] H. Saito: "Encyclopedia of Nuclear Magnetic Resonance," Wiley and Sons, New York, 6 (1996)
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[Publications] A. Naito: "Peptide Chemistry 1996," Protein Research Foundation, 4 (1997)
