2014 Fiscal Year Annual Research Report
Ｘ線解析で迫る鞭毛・繊毛運動を駆動する軸糸ダイニンの構造基盤
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26291014
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
栗栖 源嗣 大阪大学, たんぱく質研究所, 教授 (90294131)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | X線結晶解析 / 分子モーター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ダイニンはATP依存的に微小管上を滑り運動するモーター蛋白質で，重鎖・中間鎖・軽鎖から構成される1000kDaを超える生体超分子複合体である．鞭毛運動や繊毛運動，さらに蛋白質輸送や染色体分離運動を担うモーター蛋白質で，その生物学的重要性は極めて高い．今年度は，微小管結合ドメインを含むダイニンのストーク領域に着目し，Ｘ線結晶解析法とCDスペクトル，分子動力学計算を併用して微小管への結合・解離を制御している構造基盤を原子レベルで明らかにすることを研究目的とした．構造研究に用いる組換え体蛋白質を大量に調製するため，大腸菌と昆虫細胞を用いて発現系を構築し，複数種の高純度組換え体蛋白質を精製することに成功した．得られた組換え体のうち，マウス細胞質ダイニンがもつストーク領域について，その高分解能結晶構造を明らかにした．さらに，軸糸ダイニンのストーク領域については，微小管への親和性が高い状態と低い状態との二状態を，還元剤の添加によって切り替え可能な改変体を作成し，二状態でCDスペクトルを測定した．二次構造解析の結果，ストーク領域全体に広がる特徴的なαヘリックス構造を概ね保ったまま二状態間を遷移している事が初めて示された．以前に行われたダイニンモータードメイン全体の構造解析で分子モデルを構築できていなかったストーク領域に着目し，複数の構造解析手法を併用する事で，最終的に細胞骨格への結合とヌクレオチド加水分解の二つの要素反応を結びつける新しい情報伝達モデルを明らかにした．
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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
軸糸ダイニン重鎖のモータードメイン組換え体の発現については，現在まで成功に至っていないが，より小型のAAA4-Stalk-AAA5やストーク領域については昆虫細胞による発現に成功している．
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き活性型モータードメインの発現に注力するとともに，小型の組換え体の構造解析を進める．
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