2019 Fiscal Year Research-status Report
がん治療薬の設計基盤となるSACLAによるRasの原子スケール動的構造解析
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19K06525
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
島 扶美 神戸大学, 科学技術イノベーション研究科, 教授 (60335445)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 分子動画 / がん遺伝子産物 / Ｘ線自由電子レーザー / Ｘ線結晶構造解析 / 核磁気共鳴法 / シグナル伝達 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
GTP型RasのSACLAおよびNMRによるポケット開閉メカニズムの解明に係る以下の研究を実施した。
①GTP結合型Ras（Ras/GTP）はポケットが開いた構造（State 1：不活性型）と閉じた構造（State 2：活性型）の２つの構造を遷移している。この構造遷移過程をSACLAにより高分解能で解析するために、Φ5～10 μm, １ｘ107の均一なcaged-GTP型H-Rasの微結晶溶液を4～8 mL調製、濃縮したのちセルロースで高粘度微結晶溶液を調製してインジェクターから一定流速で射出・ポンプ光を照射しSACLAによるＸ線結晶解析を行った。光照射前のcaged-GTP型H-Rasの構造は薬剤結合ポケットが開いたState 1様構造であることが確認できた。2019年11月の測定（SACLA課題番号：2019B8049）では約30%のHit rateで安定した測定を完了することができた。詳細な解析は現在進行中であるが、光照射後にcageが離脱するとともに構造変化を示唆する顕著な格子定数の変化が確認された。
②SPring-8でのSS-ROX法等での測定では、光照射直後から38時間までの長時間に渡る結晶構造の経時変化を実施した結果、State 1からState 2を経由してGDP型へとGTPが加水分解されたと考えらえる格子定数変化を確認できた。
③Caged-GTP型H-RasのHSQC_NMR測定を行った結果、水溶液中では結晶構造と同様にcaged-GTP型はState 1様の構造を取ることが確認できた。
④以上の研究成果を2019.9の日本生物物理学会にて発表（Makino et al.）した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2019年度研究計画していた「GTP型RasのSACLAおよびNMRによるポケット開閉メカニズムの解明」に係る実験については当初の予定通り、SACLA/SPring-8ならびにNMRを活用し実施できた。
SACLAでの測定実験については、当該機関に申請していた課題が採択（SACLA課題番号：2019B8049）たこともあり、概ね順調に進んだ。一部データについては現在解析中である。
SPring-8/NMR測定についても同様の進捗状況にある。
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| Strategy for Future Research Activity |
SACLA課題番号：2019B8049において取得したデータの解析を継続し、光保護基離脱後生成した天然GTP型Rasの構造変化を詳細にトレースする。
SPring-8でのSS-ROX法による測定結果については、38時間以内の短めのタイムポイントでの光照射下での実験を検討実施する。
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| Causes of Carryover |
SACLAの測定が順調に進み、当初予定していた測定に必要な消耗品費を次年度の測定実験に有効活用できるようになった為。
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