蛋白質のフォールディングと機能発現におけるα-β転移の役割

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11694208
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 後藤 祐児 大阪大学, たんぱく質研究所, 教授 (40153770)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 星野 大 大阪大学, たんぱく質研究所, 助手 (70304053) ; 河田 康志 鳥取大学, 工学部, 助教授 (40177697) ; 桑田 一夫 岐阜大学, 医学部, 助教授 (00170142)
• Keywords: 蛋白質 / 変性 / フォールディング反応 / メタノール資化酵母 / βラクトグロブリン / 核磁気共鳴 / α-β転移 / 安定同位体標識蛋白質

Research Abstract

α-β転移反応は、フォールディングの生物学的意義を理解する上で重要な現象である。α-β転移反応の分子機構を明らかにするため、ウシβラクトグロブリンに注目し、NMRをはじめとする物理化学的手法によって、そのフォールディング反応を研究した。
1.メタノール資化酵母を用いたβラクトグロブリンの大量発現系を用いて、安定同位体標識蛋白質を作製し、NMR構造解析を行った。NMRデータに基づき、立体構造を明らかにし、また、ナノ秒ダイナミックスを解析した。さらに、重水素交換の実験を行い、天然構造の遅い揺らぎについても解析した。
2.水素・重水素交換パルスラベル法によって、βラクトグロブリンのフォールディング中間状態を解析した。中間体において、疎水性コア領域の一部が形成されていることを明らかにした。この中間体は、天然にはないαへリックスも含むことが明らかとなっているが、αへリックスの位置については、明らかではない。
3.βラクトグロブリンのさまざまな変性状態の構造解析を、NMRを中心に行った。これらには、TFE存在下で形成されるαへリックスに富む状態、低温変性状態などがある。これらの変性状態においても、疎水的コアが保持されているようであった。
4.βラクトグロブリンの圧力変性反応を測定し、熱力学的機構を解析した。
5.レチノールをはじめとするさまざまな疎水的試薬と、βラクトグロブリンとの相互作用を、主に蛍光を用いて測定し、βラクトグロブリンとリガンドとの相互作用の分子機構を探った。

Research Products

• [Publications] Kuwata,Kazuo: "Solution structure and dynamics of bovine β-lactoglobulin A"Protein Science. 8(12). 2541-2545 (1999)
• [Publications] Hoshino,Masaru: "Is folding of β-lactoglobulin non-hierarchic?"J.Mol.Biol.. 296(4). 1039-1051 (2000)