シャペロニンの構造揺らぎとフォールディング介助機能

2010 年度 自己評価報告書

• 研究領域: 揺らぎが機能を決める生命分子の科学
• 研究課題/領域番号: 20107009
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設)
• 研究代表者: 桑島 邦博 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(共通施設), 岡崎統合バイオサイエンスセンター, 教授 (70091444)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2012
• キーワード: 分子機械 / 分子認識 / 蛋白質 / アロステリック転移 / シャペロニン

研究概要

分子シャペロンは細胞内の蛋白質フォールディングに関わり,分子レベルの生命現象である蛋白質フォールディングと細胞レベルの生命現象とを結びつける重要な概念である。本研究では,分子シャペロンの構造揺らぎと機能発現との関係を物理化学的に明らかにする。そのため,ジメチルスルフォキシド(DMSO)停止水素重水素(H/D)交換法を蛋白質超分子であるシャペロニン複合体のH/D交換反応の追跡に適用する。シャペロニン複合体中のGroES部分(分子量10,000)のH/D交換反応をから着手し,さらにインテインによる蛋白質ライゲーションを利用してGroEL部分(分子量57,000)のH/D交換解析も視野に入れる。DMSO停止H/D交換法と二次元NMRを利用して,さまざまなシャペロニン複合体中のGroESのH/D交換反応を追跡し,生物機能が構造揺らぎをどのように利用しているかを明らかにする。

研究成果

• [雑誌論文] Dissecting a bimolecular process of MgATP^2- binding to the chaperonin GroEL. (2011)
  • 著者名/発表者名: Chen, J., Makabe, K., Nakamura, T., Inobe, T., Kuwajima, K.
  • 雑誌名: J.Mol.Biol. in the press.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Different folding pathways taken by highly homologous proteins, goat α-lactalbumin and canine milk lysozyme. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, T., Makabe, K., Tomoyori, K., Maki, K., Mukaiyama, A., Kuwajima, K.
  • 雑誌名: J.Mol.Biol. 396 ページ: 1361-1378
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-native α-helix formation is not necessary for folding of lipocalin : Comparison of burst-phase folding between tear lipocalin and β-lactoglobulin. (2009)
  • 著者名/発表者名: Tsukamoto, S., Yamashita, T., Yamada, Y., Fujiwara, K., Maki, K., Kuwajima, K., Matsumura, Y., Kihara, H., Tsuge, H., Ikeguchi, M.
  • 雑誌名: Proteins 76 ページ: 226-236
  • 査読あり
• [雑誌論文] Asymmetry of the GroEL-GroES complex under physiological conditions as revealed by small-angle X-ray scattering. (2008)
  • 著者名/発表者名: Inobe, T., Takahashi, K., Maki, K., Enoki, S., Kamagata, K., Kadooka, A., Arai, M., Kuwajima, K.
  • 雑誌名: Biophys.J. 94 ページ: 1392-1402
  • 査読あり
• [雑誌論文] Probing force- induced unfolding intermediates of a single staphylococcal nuclease molecule and the effect of ligand binding. (2008)
  • 著者名/発表者名: Ishii, T., Murayama, Y., Katano, A., Maki, K., Kuwajima, K., Sano, M.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 375 ページ: 586-591
  • 査読あり
• [学会発表] Molecular mechanisms of the Escherichia coli chanperonin function (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Kuwajima
  • 学会等名: 3rd APPA Conference
  • 発表場所: Shanghai University,Shanghai,China
  • 年月日: 20110506-20110507
• [学会発表] Identification of fatty-acid binding site in the anti-tumor complex of of α-lactalbuin by 920-MHz NMR spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Kuwajima
  • 学会等名: The 10th KIAS Conference on Protein Structure and Function
  • 発表場所: Korea Institute for Advanced Study(KIAS)Seoul,Korea
  • 年月日: 20100930-20101002
• [学会発表] Is the Folding Pathway Conserved in Homologous Proteins (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Kuwajima
  • 学会等名: Bit Life Science's 3rd Annual Protein and Peptide Conference After a Solution of the Machines of Life
  • 発表場所: Beijing International Convention Center,Beijing,China
  • 年月日: 20100521-20100523
• [学会発表] Molecular mechanisms of protein folding (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Kuwajima
  • 学会等名: 2010 Annual Meeting of Asian CORE Program Frontiers of Materials,Photo-,and Theoretical Molecular Sciences Insitute of Atomic and Molecular Sciences
  • 発表場所: Academia Sinica,Taipei,Taiwan
  • 年月日: 20100228-20100302
• [図書] Water and Biomolecules-Physical Chemistry of Life Phenomena.(Kuwajima.K, Goto.Y, Hirata.F, Kataoka.M., Terazima.M, Eds.)(A.Experimental and Simulation Studies of the Folding/Unfolding of Goat α-Lactalbumin.) (2009)
  • 著者名/発表者名: Kuwajima, K., Oroguchi, T., Nakamura, T., Ikeguchi, M., Kidera
  • 総ページ数: 13-35
  • 出版者: Springer-Verlag.Berlin Heiderberg