2021 Fiscal Year Annual Research Report
膜環境変化に伴う膜タンパク質の機能－ダイナミクス相関の解析
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18H02393
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| Research Institution | Yokohama City University |
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Principal Investigator |
高橋 栄夫 横浜市立大学, 生命医科学研究科, 教授 (60265717)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹内 恒 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究グループ長 (20581284)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | NMR / 膜タンパク質 / 界面活性剤 / 脂質 / 酵素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
異なる膜環境下における膜タンパク質の機能－動的構造相関についての知見を得る目的で研究を進めた。大腸菌由来膜内プロテアーゼGlpGについて、天然型膜貫通型基質（TatA, HybA）を対象として、脂質（バイセル）膜環境における切断活性の検討を行ったところ、膜中における基質切断位置により、基質切断活性が異なる可能性が示唆されるとともに、活性は膜厚に依存することも明らかとなった。膜環境の相違は、膜内プロテアーゼのみならず、膜貫通型基質の構造・安定性にも影響を与える可能性が考えられた。これまで人工膜貫通型基質における膜環境の影響についての知見は存在したが、天然型膜貫通型基質における新たな知見を得ることができた。
高分解能なNMRスペクトルを得る条件が確立できた好熱細菌由来光受容膜タンパク質については、試料調製法を改良し、三重ラベル体試料を調製、四重核共鳴実験を実施することで、主鎖NMRシグナル帰属を進めることができ、膜タンパク質を対象とした動的構造情報を取得する基盤が確立した。さらに、複数の異なる脂質（DMPC/PG, DOPC/PG）環境における試料調製技術として、バイセル、およびナノディスクに内包した膜タンパク質試料の調製法を確立し、高分解能のNMRスペクトルを得ることが可能となった。脂質膜に接する残基について顕著な化学シフト変化が見られたのは、妥当な結果であったが、W182など比較的分子内部、レチナール近傍に位置する残基に、膜環境の変化を鋭敏に反映するものが存在しており、膜環境の相違が、膜タンパク質の特定部位に影響を与え、構造・安定性を調節する可能性が考えられた。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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