| 研究課題/領域番号 |
20K06574
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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43040:生物物理学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
桑島 邦博 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 名誉教授 (70091444)
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| 研究分担者 |
加藤 晃一 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(機構直轄研究施設), 生命創成探究センター, 教授 (20211849)
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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: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 蛋白質フォールディング / 水素/重水素交換 / 二次元NMR / 変性状態 / 残存構造 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
高濃度変性剤中にある蛋白質の残存立体構造の解析は，蛋白質のフォールディング分子機構を理解する上で重要である。本研究では，スピン脱塩カラムを利用して，高濃度変性剤中の蛋白質の水素重水素交換反応を，ジメチルスルホキシド溶液で反応停止された二次元NMR法を用いて解析する。５種の代表的球状蛋白質を対象とする。本研究の実現により，変性剤中でほどけた蛋白質の水素交換保護度から，蛋白質中の残存構造を明らかにすることができる。高濃度変性剤中で蛋白質はランダム・コイルとの従来の定説を覆し，蛋白質フォールディングの斬新なモデルを提供して，その分子機構の究極的解明に大きく寄与することが出来る。
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| 研究成果の概要 |
高濃度変性剤中の蛋白質の残存構造解析は，蛋白質のフォールディング研究にとって重要である。本研究では，ユビキチンとBDPA（黄ブ菌Protein AのBドメイン）を対象として。6 M GdmCl（塩化グアニジニウム）中におけるペプチドNH基の水素/重水素（H/D）交換反応を，スピン脱塩カラムと二次元NMR法を用いて解析した。その結果，いずれの蛋白質においても，6 M GdmCl中で構造はランダムコイル状ではなく，水素結合を伴った残存構造の存在することがわかった。残存構造は，天然構造中で安定な二次構造領域に存在し，蛋白質フォールディング反応の初期構造形成に重要な役割を果たしていると期待される。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
蛋白質フォールディング機構の研究は，蛋白質の間違ったフォールディングによって引き起こされる，ヒトの様々なフォールディング病（アルツハイマー病，白内障，クロイツフェルト・ヤコブ病，パーキンソン病，II型糖尿病など多数）などの原因解明や治療法の構築の応用研究に役立つと期待される，基盤的な研究である。最近の研究では，高濃度変性剤中では蛋白質は完全なランダムコイル状態ではなく残存構造のあることを示唆する例がいくつか報告されているが，残存構造をアミノ酸残基レベルで詳細に明らかにして例はない。本研究の結果，残存構造の詳細が明らかとなり，蛋白質フォールディング機構の解明に大きく寄与すると期待される。
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