2015 Fiscal Year Annual Research Report
ヘリックスバンドル形成をモデルとした蛋白質の構造エントロピーの定量化
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26660091
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| Research Institution | Kyoto Prefectural University |
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Principal Investigator |
織田 昌幸 京都府立大学, 生命環境科学研究科(系), 准教授 (20318231)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 構造変化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
DeGradoらによりNMRで構造決定されたαヘリックスバンドルを鋳型とし、疎水性コア形成残基となる3残基分をHisに置換し、元はランダム構造をとるものの、金属イオン結合に伴いヘリックスバンドルに構造変化するモデル蛋白質の構築を試みた。鋳型タンパク質は比較的安定で、結果として、その疎水性コア形成部位3か所（計9残基）のうち、2か所すべてをHisに、残り1か所をGlyまたはAlaで置換することで、金属結合前後で、ランダムからヘリックスへの構造転移が示唆され、これらをそれぞれHG、HAと命名し、以降のさらなる解析を行った。NMR解析を、亜鉛イオン添加前後で行ったところ、同添加に伴い、HGではヘリックス構造はとるもののバンドル構造ではないこと、HAでヘリックスバンドル構造をとることが示唆された。また亜鉛イオンとの結合熱力学解析を、等温滴定型熱量計（ITC）を用いて行ったところ、HG、HAともに、解離平衡定数はμM程度で、エンタルピー駆動型であった。HAで、より結合エンタルピー変化量が負に大きく、金属イオン結合に伴う安定化が示唆された。さらに、高速X線1分子追跡法（DXT）を用いて、1分子レベルでの動的挙動を解析したところ、HAに比べて、HGでその運動性は大きいという結果が得られた。これは円二色性分散（CD）測定で、HGの方がランダム構造の程度が大きいという結果とも一致した。今後はさらに解析を進め、特にNMRやITCで得られるアンサンブル量としての動的挙動と、DXTで得られる1分子量の総和との相関付けを行いたい。
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