| 研究課題/領域番号 |
20K06527
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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 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 (2023)
立教大学 (2020-2022) |
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研究代表者 |
小田 隆 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 J－PARCセンター, 研究職 (00573164)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023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)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 天然変性タンパク質 / SAXS / 古細菌 / 構造生物学 / X線小角散乱 / 高速原子間力顕微鏡 / 天然変性 / NMR / 高速AFM / 分子動力学計算 / X線小角散乱(SAXS) / 核磁気共鳴分光法(NMR) / 分子動力学シミュレーション(MD) / 高速原子間力顕微鏡(HS-AFM) |
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| 研究開始時の研究の概要 |
一般に、タンパク質の機能に重要な領域はアミノ酸配列や立体構造が保存されていると考えられる。しかし、天然変性タンパク質は生物種間でアミノ酸配列保存性が低く、特定の立体構造も取らないため、上記の概念に反する。本研究では2つの生物種間でアミノ酸配列が著しく異なる天然変性領域について、X線小角散乱と種々の解析法を組み合わせて解析することで、動的構造と機能を比較し両者に共通する構造的特徴を解明する。これにより、一見、配列が保存されておらず、共通の立体構造もない天然変性領域がなぜ共通でかつ生物学的に重要な機能を発揮しうるのかを明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
2023年度は(1)HS-AFMによるDNAクランプのスライド観察の検討、(3)PfuHef IDRに存在する当初予想していなかった2つめのDNAクランプ結合モチーフの役割についての検討、(3)SAXSデータに基づくPfuHef IDRとPCNA、DNAの三者複合体構造の再解析を行った。
(1)については、観察条件の再検討と、これまでに得られているデータの再解析を行った。結果、十分な観測数ではないものの、Hef IDRによるDNAクランプのスライド抑制を支持する結果が得られた。
(2)については2つのDNAクランプ結合モチーフのうち一方に変異を導入して相互作用を解析した。その結果、DNAクランプとの相互作用には一つ目のDNAクランプ結合モチーフが重要であることが示された。
(3)については、前年度までに三者複合体のSAXSデータを取得していたものの、2つのDNAクランプ結合モチーフが存在すること等が原因でモデル構築できていなかったものである。(2)の結果を受けて、モデル構築することができた。その結果、これまでに得られているTkoでの三者複合体と同様にIDRのN末端がDNAに結合した構造を取ることが示された。
以上の結果と、前年度までの結果を総合すると、Tko、Pfu 2つの生物種について、HefIDRはDNAクランプと結合すると同時に、N末端側でDNAとも結合し、これによりDNAクランプのスライドを抑制するという共通の機能を持つことを明らかにした。当初、TkoとPfuの2つのHefIDRのN末端側には特徴的な二次構造モチーフが保存さていることでDNAと結合できると予想した。しかし、本研究の進展に伴い、そのような二次構造モチーフよりもむしろIDR上の複数の塩基性残基によるDNAとの柔軟な相互作用が重要であることが示唆された。
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