2020 Fiscal Year Annual Research Report
Construction of an artificial protein supramolecular machine with a sensor protein as a driving core
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18K04906
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
山中 優 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (60632825)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 四次構造変 / タンパク質超分子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和2年度は、ドメインスワップ構造をベースにCO結合に伴い二量体が乖離する常温菌CP(AVCP)と閉環状3量体を形成する人工タンパク質BBPl9を融合した改変タンパク質AVCP/N-BBPl9-AVCP/C (ABA)について、超分子化およびリガンド応答性挙動を調べた。ABAは高濃度条件下でpH >6での加熱処理およびエタノール処理により多量体を形成した。サイズ排除クロマトグラフィー（SEC）解析から、ABA多量体はCOまたはイミダゾールの結合により可逆的にサイズの小さな成分（単量体、2～3量体、４～5量体に相当する溶出位置を示す成分）に解離した。絶対分子量を調べることができる多角度光散乱（MALS）とSECを組み合わせたSEC-MALS測定によりABA多量体の構成成分の詳細を調べたところ、ABA多量体は単量体、2量体、3量体を構成成分とすることが分かった。リガンド結合によりABA多量体が乖離して得られる2量体を精製しリガンドを脱離させると、2x2量体および2x3量体と推定される高次多量体を形成した。2x2量体と2x3量体は平衡状態であり、pH <6で平衡は抑制された。高速分子間力顕微鏡によりこれらの高次多様体の構造解析を行ったところ、2x2量体はひし形状、2x3量体は3角形状をしていた。また、これらの高次多量体はpH>6でリガンド結合により小さなサイズの分子へと乖離することも示された。リガンド結合によりABA多量体が乖離して得られる3量体を精製してリガンドを脱離させると、低濃度条件下では2x3および4x3と推定される高次多量体が形成し、高濃度条件下ではゲル化した。ゲルに再度リガンドを添加するとゲルは溶解した。以上から、ABAはAVCP部分のCO応答性構造変化を維持して3量体・2量体に超分子化し、これらが会合することでリガンド応答性を示す高次多量体が形成したことが示された。
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