原子間力顕微鏡による膜タンパク質分子表面構造の解析

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08670005
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 龍岡 穂積 千葉大学, 医学部, 助教授 (10125940)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 羅 智靖 順天堂大学, 医学部, 講師 (60230851)
• Keywords: 原子間力顕微鏡 / 免疫グロブリンE受容体

Research Abstract

原子間力顕微鏡及び低角度回転蒸着法を用いて、ヒト免疫グロブリンE(IgE)受容体α鎖の細胞外領域部分の表面構造を観察した。さらに、この受容体がIgEと結合する際に起こる構造変化を解析する目的で、IgEのみと受容体-IgE結合体の表面構造も観察し、比較した。
[方法]
ヒト免疫グロブリンE(IgE)受容体α鎖の細胞外領域部分を単離し、解離させた直後のマイカ板に吸着させた。風乾あるいは凍結乾燥させた後に、AFM(DINanoscope3)のtapping modeを用いて観察した。一部の標本は-110℃〜-120℃の凍結割断装置内でプラチナによる低角度回転蒸着を行い、レプリカを作製して電子顕微鏡(JEOL1200EX)で観察した。
[結果と考察]
IgE受容体α鎖の細胞外領域部分はAFMでは、ほぼ球形の粒子(直径約13nm)として観察され、低角度回転蒸着法を用いると、中央部分の凹んだいわゆるド-ナツ形(直径約12nm)として観察された。IgEは一方の端が大きい長楕円体(長径約50nm)として観察され、しばしば屈曲した形をとっていた。受容体-IgE結合体では、IgEの大きい方の端が更に大きくなるようであった。
AFMのカンチレバ-の曲率半径は約10nmであるので、現時点では、この程度の分解能が限界ではないかと考えられる。低角度回転蒸着法にしても、影付けに用いられるプラチナによって分子が被われて、相当大きくなっていることが考えられる。
受容体-IgE結合体に関しては、種々の生化学データより、受容体がIgEの重鎖(heavy chain)に結合することが予想されているので、IgEの大きい方の端は重鎖であり、その部分に結合した為に、より大きくなった可能性が示された。受容体がIgEの重鎖のどの部分にいくつ結合できるかについては、AFMの高分解能がさらに進めば、充分に解析し得ると考えられる。