牛肝臓20Sプロテアソームの高分解能X線結晶構造解析

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07680723
• Research Institution: Himeji Institute of Technology
• Principal Investigator: 森本 幸生 姫路工業大学, 理学部, 助教授 (80200450)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 啓二 東京都臨床医学総合研究所, 部長 (10108871)
• Keywords: プロテアソーム / X線結晶解析 / 免疫応答

Research Abstract

プロテアソームは細胞周期の調節を担い、細胞内で不必要になった蛋白質を速やかに分解し、細胞の代謝を安定に保つ代表的な細胞内プロテアーゼである。この非リソソーム系プロテアーゼによる生物の精緻な細胞周期制御機構を解明するため、それらの役割を担う蛋白質群の立体構造解析を目的とした。
現在までに、20Sプロテアソームの単結晶を調製し、放射光による回折実験をおこなった。反射強度データの解析により、プロテアソーム分子の温度因子は43A^^・^2であることが分かった。このことはプロテアソーム分子が異型サブユニットからなる複雑な構造を持つにも関わらず、分子内に結晶学的な高い対称性を持ち、かつ分子全体として異型サブユニットの配置および構造が原子レベルで高度に制御されていることを意味する。また、同じ牛肝臓から抽出したプロテアソームでも沈殿剤濃度を変えることにより、格子超約1/3の結晶を得ることができた。この回折実験を行って、上述のプロテアソーム集合体とのそれぞれの充填様式の違いを考察した。また、極低温下での回折実験を行ったが有意な結果は得られていない。このような状況で1997年4月、R.Huber教授らは2A^^・分解能での酵母プロテアソームの立体構造解析に成功した。しかしながら酵母プロテアソームは、高等動物に特有の免疫応答性がない。牛肝臓プロテアソームはインターフェロンγに誘導されるサブユニットの置換が示されている。今後牛肝臓プロテアソームの構造生物学的研究は、酵母プロテアソームの立体構造を踏まえて、サブユニット置換の仕組みを明らかにしていくことが望まれる。

Research Products

• [Publications] 森本幸生: "X線解析によるプロテアソームの構造解析" 蛋白質核酸酵素. 42. 2448-2453 (1997)
• [Publications] Y.Morimoto, et.al.: "X-ray crystallographic studies on Bovine 20S Immuno-proteasome" Photon Factory Activity Report. 14. 75- (1996)
• [Publications] 富杉佳計ほか: "プロテアソーム活性化因子PA28の精製と結晶化" 日本生物物理学会予稿集. S11- (1997)
• [Publications] T.Yabuuchi, et.al.: "Crystallization and Preliminary X-Ray Analysis of Salicylate Hydroxylase from Pseudomonas putida S-1" J.Biochem.119. 829-831 (1996)
• [Publications] Y.Morimoto, et.al.: "Ordered Structure of the Crystallized Bovine 20S Proteasome" J.Biochem.117. 471-474 (1995)
• [Publications] 薮内剛ほか: "DIP2000/DENZOによるタンパク質結晶のX線回折強度データ収集" 技報. 8. 21-31 (1995)