2005 Fiscal Year Annual Research Report

形態形成因子レセプターのリガンド認識機構-その多様性と普遍性の構造的基盤-

Research Project

Project/Area Number	16207006
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	高木淳一大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (90212000)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	岩崎憲治大阪大学, 蛋白質研究所, 助教授 (20342751) 禾晃和大阪大学, 蛋白質研究所, 助手 (40379102)
Keywords	形態形成因子 / 受容体 / リガンド / X線結晶構造解析 / 電子顕微鏡イメージング / 神経発生 / リーリン
Research Abstract	本研究は、形態形成因子リガンドのレセプターによる認識に焦点をあて、まず相互作用の基本単位を蛋白質化学的に調べ上げ、そして最終的にはもっとも物理化学的にsolidな情報である立体構造を決定することで、これら生物学的に重要な現象の化学的記述を目指すものである。具体的には、形態形成因子リガンドとレセプターのペアを多数取り上げて、(1)リガンド側のレセプター結合部位(すなわち最小活性フラグメント)の特定、(2)レセプター側のリガンド結合部位の特定、(3)細胞上での複合体形成とシグナリングの際の各分子の挙動の解析、そして(4)複合体のX線結晶解析による構造決定という所まで、4年間の研究期間で目指すものである。 2年度目である本年度は、前年度までに進めたReelinの第3リピートの構造解析を完了させた。分解能1.9Åで得られた構造は、3つのサブドメインが馬蹄形にアレンジしてコンパクトな球状ドメインを形成しているという、予想外のものであった。また、4つのリピートからなる活性フラグメントについて電子顕微鏡イメージングによって低解像度の立体構造を得、先に得られた単独リピートの原子構造を当てはめることによって、巨大なReelin分子の半分近くを占める部分について3次元情報を得ることに成功した。ここまでの成果は現在論文投稿中である。また同時に、昨年度に狭めたレセプター側のReelin結合部位からさらに短い、わずか40残基ほどの活性フラグメントを得ることに成功し、Reelin側の最小活性単位である第5-第6リピート領域の結晶化にも成功した。 Reelin以外の形態形成因子/受容体については、Wntとその受容体LRP6についての予備的な発現実験をすすめた。