SYLFドメインタンパク質の膜変形活性機構の解明

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K06985
• Research Institution: High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 川崎 政人 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 准教授 (00342600)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: X線結晶構造解析 / エンドサイトーシス / 膜変形タンパク質

Outline of Annual Research Achievements

エンドサイトーシスはすべての細胞が持つ基本的な機能である。エンドサイトーシスは細胞膜の複雑な変形過程から成り立っている。その過程で細胞膜は、膜変形活性を持つタンパク質と相互作用することで形を変える。2011年に連携研究者により発見されたヒトのSYLFドメインタンパク質はエンドサイトーシスに関与するが、生体膜を球状に変形するというこれまでに例のない膜変形活性を持つ。その新規の膜変形機構の解明には構造情報が不可欠である。本研究ではSYLFドメインのX線結晶構造解析を行う。構造情報に基づき脂質との相互作用と生体膜の変形に関わる残基を同定し機能解析を行う。それによりエンドサイトーシスにおけるSYLFドメインによる細胞膜の形状変化のメカニズムを明らかにする。
ヒトSYLFドメインと34%のアミノ酸が同一である高度高熱菌サーモトーガ・マリティマのSYLFドメインの結晶構造を基に、ヒトSYLFドメインの立体構造を予測した。予測される構造に基づき、結晶化を阻害すると予想されるループ部分を人為的に削除した改変タンパク質を作製した。その結果、これまで結晶化の不可能であったヒトSYLFドメインについて初めて結晶化に成功し、2.0オングストローム分解能で立体構造を決定することが出来た。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成28年度の研究実施計画を完全に達成することが出来た。

Strategy for Future Research Activity

ヒトSYLFドメインはリン酸化されたイノシトールリン脂質に結合する。ヒトSYLFドメインのイノシトールリン脂質結合部位を特定するためにヒトSYLFドメインとイノシトールリン酸を共結晶化し構造解析する。構造情報を基にヒトSYLFドメインの変異体を作製し、その脂質結合活性と膜変形活性を調べる。