| 研究課題/領域番号 |
19K06513
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分43020:構造生物化学関連
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| 研究機関 | 鳥取大学 |
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研究代表者 |
溝端 知宏 鳥取大学, 工学研究科, 教授 (50263489)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 分子シャペロン / ペリプラズム / アミロイド線維 / 機能的変性構造 / フォールディング / 大腸菌 / グラム陰性細菌 / 機能的変性蛋白質 / 天然変性構造 / 天然変性領域 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
大腸菌のペリプラズム由来のHdeAは，酸変性したときに始めて機能が発揮される特殊な「環境応答型」の分子シャペロンである。ポリペプチド鎖の高い自由度を活性発現に利用しているHdeAは「新しい蛋白質構造・機能相関のイメージ」を理解するという学術的問いを探求する上で良い研究対象である。
最近，我々はHdeAの活性型構造が同じ条件で蛋白質の「アミロイド線維」に酷似する沈殿を形成することを見いだした。蛋白質の変性構造を活用するHdeAが，様々な神経変性疾患の原因として注目を浴びているアミロイド線維も形成するという「表裏一体」の関係を理解することを通して機能を生む蛋白質の構造の秘密を探る。
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| 研究成果の概要 |
大腸菌のペリプラズムには低pHストレス時に自らの構造を酸変性させて他の蛋白質を保護するHdeA/HdeBという2種の分子シャペロンが存在する。本研究では変性構造を機能的に利用するHdeAとBが変性構造よりアミロイド線維を形成する性質を持つことに注目し，この線維化反応の詳細な解析と両者の比較を通して蛋白質変性と線維化に関する知見を得た。HdeAとHdeBは共にpH 2でアミロイド線維を形成し，中性pHでは線維が再溶解する「可逆性」を見せた。更に，線維形成中の中間構造の検出，そして，線維形成後の緩やかな構造転移も確認され，両者の線維化反応が実験条件に極めて敏感で複雑なものである事が見いだされた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
「蛋白質のダイナミックな変性構造が機能実現と調節に活用される」現象は最近注目を浴びている。特に真核細胞内で顕著に見られるこの変性蛋白質の新たな役割であるが，研究のモデルとなるような，蛋白質の変性構造と機能が関連付けられている蛋白質、特に，詳細な物理化学的解析に適したモデルとなる様な蛋白質の例がまだ少ない。本研究のHdeAとHdeBは「機能的変性蛋白質」の好例であり，更に「蛋白質の変性疾患」や「分子シャペロン」という重要現象とも関連性が高い。この為，本研究で得られた知見は広く他の蛋白質において「変性構造の役割」を理解する為に役立つ普遍的なものとなる。
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