Development of novel nano discs for structural analysis of membrane proteins

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24659016
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 松崎 勝巳 京都大学, 薬学研究科(研究院), 教授 (00201773)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 矢野 義明 京都大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (60402799) ; 星野 大 京都大学, 薬学研究科(研究院), 准教授 (70304053)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Keywords: 膜タンパク質 / 可溶化剤

Outline of Annual Research Achievements

脂質二分子膜と似たアシル鎖配向で膜タンパク質周囲を被い可溶化できるような新規可溶化剤の開発を行った。はじめに、フォスファチジルコリンの2本のアシル鎖のうち、1本をポリエチレングリコールに置換した可溶化剤を合成したが、可溶化能が弱く期待した性質を持たない事が示唆された。そこで、アシル鎖のうち1本をコール酸に置換した可溶化剤を合成した。ファスファチジルコリン頭部を持つCholyl-PCは約2μMのcmcを持ち、膜タンパク質バクテリオロドプシンを、従来の界面活性剤DDMと同程度の可溶化能で可溶化できた。Cholyl-PCおよび各界面活性剤中でのバクテリオロドプシンの熱安定性を測定したところ、tritonX-100, lyso-PC、DDM,CHAPSに比べて変性作用が少ない（45℃、1hで殆ど変性しない）ことが明らかになった。可溶化した蛍光標識バクテリオロドプシンの蛍光相関分光法により、可溶化体のサイズを見積もった。Cholyl-PCは、可溶化剤がタンパク質周囲を一層だけ覆う場合に予想される、30分子程度の少ない分子数で可溶化体を形成していた。Cholyl-PC中では長時間のインキュベート時に凝集が見られたため、平成25年度は、負電荷頭部を持つCholyl-PAを用いてより安定に可溶化を行うことを目指した。Cholyl-PAはCholyl-PCをホスポリパーゼD処理する事により得られる事がわかった。またCholyl-PA／Cholyl-PC混合物はCholyl-PCと比較してより長時間凝集体を形成せずにバクテリオロドプシンを可溶化できる事を示唆する予備的結果を得た。