gp120のX線結晶構造解析とその立体構造に基づいたHIV感染メカニズムの解明

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10180210
• Research Institution: Nagaoka University of Technology
• Principal Investigator: 千田 俊哉 長岡技術科学大学, 工学部, 助手 (30272868)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三井 幸雄 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (40012637)
• Keywords: HIV / gp-120 / SDF-1 / 立体構造 / X線結晶構造解析

Research Abstract

SDF-1は、HIVのco-receptorであるCXCR4の本来のリガンドであるため、その立体構造情報は、抗HIV薬の開発に重要な意味を持つ。そこで、本研究では、SDF-1のX線結晶構造解析を行った。
1. 結晶構造解析
SDF-1の結晶化は、通常の蒸気拡散法で行った。その結果、空間群P2_12_12_1結晶を得ることができた。得られた結晶には、格子定数の良く似た2つの結晶形があることがわかった(Form A,B)。回折像の解析の結果、Forom Aの方が、高分解能の回折像を与えることから、こちらの構造解析を行った。構造解析は、分子置換法で行った。結晶学的精密化の結果、2.0Å分解能でR-factor=18.9%の構造を得ることができた。我々の結果と、他グループのSDF-1の解析結果を比較したところ、我々の解析の方が精度の高いものであることが明らかになった。更に、他グループの解析には誤りが含まれていることがわかった。その意味で、我々の提出した立体構造がはじめての精密な構造といえる。
得られた結晶構造は、2量体であった。2量体を形成しているサブユニットの構造はお互いに少しずつ異なっており、SDF-1分子の柔軟性を示唆している。
2. 受容体結合部位の探索
これまで行われてきた変異体を用いた活性部位探索の実験結果と今回明らかとなった立体構造を比較することで、受容体結合部位(N末端の12残基)を同定することができた。この仮説は、現在までに行われた変異体の実験結果を矛盾無く説明することができる。

Research Products

• [Publications] Sugimoto,K.,Aoshima,H.,Senda,T.,Masai,E.,Fukuda,M.& Mitsui,Y: "Purification and crystallization of a protocatecuate 4,5-dioxygenase LigAB from Sphingomonas paucimobilis SYK-6." Protein and Peptide Letters. 6. 55-58 (1999)
• [Publications] 千田俊哉: "構造生物学のフロンティア(ヘリカルサイトカインとその受容体の構造と機能)" 共立出版, 7(318-324) (1999)