NMRスペクトルによる蛋白質の溶液内高次構造決定のための新しいストラジー

1987 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 60430033
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: 甲斐荘 正恒 東京都立大学, 理学部, 助教授 (20137029)
• Keywords: プロラアーゼ / BcーNMR / 安定同位体ラベル法 / アミド水素交換速度 / 蛋白質の立体構造 / プロラアーゼ・インヒビター / SSI

Research Abstract

安定同位体ラベル法による蛋白質NMRの研究は我々の予想どおりに極めて重要な方法論となってきた. SSIの主鎖力ルボニル炭素の^<13>CーNMRシグナルの観測・帰属はほぼ完了に近づきつつありアスパラギン・アスパラギン酸残基について現在重点的に進めている. 蓄積したカルボニル炭素シグナルの化学シフトやスピン結合定数(Jcn)と二次構造との関連についてもかなりの相関関係があきらかとなってきた. また, DEALS法と名付けた定常状態におけるアミド水素の交換速度の決定法を補完する, 同位体シフトを利用する非定常状態におけるアミド水素の交換速度の決定法を新たに開発した. この手法によれば交換速度がDEALS法で一律に"遅い"と判断されるアミド水素のなかにもおおきな交換速度の差が存在していることが明らかとなる. SSIのサブユニット会含面を形成するβーシートの中でも極めて異なった速度でアミド水素の交換がおこっていることなど, 蛋白質構造化学的に重要な結論を得ることができた. また, 帰属の確定したカルボニル炭素シグナルのシフト変化をめやすとしてSSIの立体構造変化の誘起される部位を明らかにする手法の有効性が確かめられた. 例えば, SSI内部に埋めこまれたMETー103のスルフォキシド化が立体選択的に起こり, かつSSI分子の広範な部分に構造変化が起こることがわかった. 同様な実験はSSIとサブチリシンとの複合体形成に伴う構造変化の及ぶ範囲を調べるうえで有効な手法となった. このように, 手鎖カルボニル炭素のNMRシグナルを利用する蛋白質の構造研究手法は予期以上の有効性を発揮している. さらに, カルボニル炭素シグナルの帰属を出発点として隣接する^<15>N,^<13>Cなどのシグナルを帰属する手法の開発も順調に進み, ウィスコンシン大学のマークレイ教授のグループとの共同で新しい二次元NMR法による情報抽出手法の開発にも成功した.

Research Products

• [Publications] Kainosho, Nagao, Tsuji: Biochemistry. 26. 1068-1075 (1987)
• [Publications] W.M.Westler, M. Kainosho H. Nagao, N. Tomonaga J.L. Markley: J. Amer. Chem. Soc.
• [Publications] 甲斐荘・内田・長尾: 蛋白質・核哲学・〓学(別冊). 32. 40-55 (1987)
• [Publications] 甲斐荘・三宅・内田: 日本農芸化学会誌. 62.