分子シャペロンの認識する基質タンパク質の高次構造の研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07253214
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 後藤 祐児 大阪大学, 理学部, 助教授 (40153770)
• Keywords: 分子シャペロン / ストレス蛋白質 / GroEL / チトクロムc / 変性 / モルテン・グロビュール / フォールディング / 蛋白質

Research Abstract

1.ウマ・チトクロムcのさまざまな構造状態を調製し、これらとGroELの相互作用の機構を、蛍光、HPLCゲル濾過などによって調べた。用いた試料は、天然構造のチトクロムc、ポルフィリンチトクロムc、アポチトクロムc、チトクロムcから作製した3種類のフラグメントである。pH7、高塩濃度の条件では、アポチトクロムcだけが強い相互作用を示した。一方、低塩濃度の条件にすると、これに加えてポルフィリンチトクロムcと大きなサイズのフラグメントも相互作用を示すようになった。測定pHにおいて、GroELは負電荷、チトクロムcは正電荷を帯びている。そこで低塩濃度の条件では、静電的相互作用が強まり、従来相互作用の弱かったポルフィリンチトクロムcやフラグメントも結合するようになったことがわかる。
2.これと平行して各チトクロムc分子種の溶液中での構造を調べた。ポルフィリンチトクロムcはホロチトクロムcのモルテン・グロビュールに似た構造を、中性pHで既にとっていることを明らかにした。
3.GroELと基質タンパク質の相互作用のモデルとして、さまざまなチトクロムc分子種と、酸性リン脂質膜との相互作用を調べた。相互作用の特徴は、GroELとチトクロムc分子種との相互作用と極めてよく似ていることがわかった。
以上より、GroELと基質タンパク質の相互作用は、基質タンパク質の表面に露出した疎水的クラスターを介して行われることが明かとなった。また、GroELと基質タンパク質の相互作用は、リン脂質膜とタンパク質の相互作用と共通の特徴をもつことが明かとなった。

Research Products

• [Publications] Daizo Hamada: "Role of heme axial ligands in the conformational stability of the native and molten globule states of hores cytochrome c." J. Mol. Biol.256. 172-186 (1996)
• [Publications] Daizo Hamada: "High helical propensity of the peptide fragments derived from beta-lactoglobulin, a predominantly beta-sheet protein." J. Mol. Biol.254. 737-746 (1995)
• [Publications] Ichiro Nishii: "Thermodynamic stability of the molten globule states of apomyoglobin." J. Mol. Biol.250. 223-238 (1995)
• [Publications] Mikio Kataoka: "Structural characterization of the molten globule and native states of apomyoglobin by solution X-ray scattering." J. Mol. Biol.249. 215-228 (1995)
• [Publications] 星野 大: "分子シャペロンは基質蛋白質の何を認識するか" バイオサイエンスとインダストリー. 53. 1054-1056 (1995)