2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of NMR data analysis methods for proten three-dimensional structure
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15K06979
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
池谷 鉄兵 首都大学東京, 理工学研究科, 助教 (30457840)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | NMR / タンパク質立体構造決定 / ベイズ推定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ベイズ推定を用いた新規立体構造計算法の開発では，本手法を用いて，生きた昆虫培養細(sf9)中でのタンパク質立体構造決定に応用した．モデル試料として，GB1, TTHA1718, ユビキチン，Ras, カルモジュリンの5つのタンパク質の構造解析を試みた．5つのタンパク質のうち，GB1, TTHA1718, ユビキチンについては，高精度の構造決定に成功した．真核細胞中でのde novoタンパク質立体構造決定は，本研究が世界初の例であり，本手法の有効性を示すことができた．GB1については，タンパク質側鎖原子も含め正確な構造決定が達成できた．解析の結果，GB1のαヘリックス領域の相対配置が，希薄溶液下と細胞内とで異なっていることが示唆された．また，Rasとカルモジュリンについては，高精度の立体構造決定には至らなかったものの，高感度の3D NOESYスペクトルの計測には成功しており，複数の原子間距離情報の取得には成功した．またNMRスペクトルパターンから，Rasはsf9細胞中でGDP結合型として存在しており，カルモジュリンは，Mg2+型として存在していることを明らかにした．本成果は，学術専門誌に現在投稿中であり，次年度中の成果発表を目指している．
また，従来の希釈溶液中でのタンパク質立体構造決定の例として，YUH1タンパク質の全体構造決定にも成功した．YUH1は，ubiquitin carboxyl-terminal hydrolase の1つであり，ユビキチン切断の分子機構を，立体構造の観点から明らかにすることを目標としている．現在，活性部位付近の構造が運動性が大きく，この領域のみ構造の精度が低いため，RDC, PCS, PREといった遠距離の構造情報の得られるNMRデータを計測・解析中である．これらを用いて，次年度は，一層の構造の精度を向上させ，学術誌に発表する．
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