多機能蛋白質における情報-受容変換の分子機構の解明と薬物設計への応用

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04403025
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 荒田 洋治 東京大学, 薬学部, 教授 (40011499)
• 研究分担者: 加藤 晃一 東京大学, 薬学部, 助手 (20211849)
• キーワード: 免疫グロブリン / 核磁気共鳴 / 安定同位体標識 / 抗原結合部位 / IgG結合蛋白質 / ヒンジ領域 / 免疫複合体 / 動的高次構造

研究概要

本年度は、免疫グロブリンG(IgG)を舞台とする様々な分子間相互作用を分子論的に解明するとともに、超分子集合系を対象にしたNMR解析を行って有用な知見を得ることができた。
1.抗ダンシルFvフラグメントを対象にして開拓した抗原結合部位の精密構造解析法の適用範囲を、更に高分子量の抗原結合性フラグメント(Fabなど)に拡張し、定常領域ドメイン間の相互作用が可変領域の安定性の向上に寄与していることを明らかにした。
2.アフィニテフィー・マチュレーションの途上にある一連の抗ニトロフェニル抗体のFabを比較解析した結果、抗原結合部位は、体細胞突然変異によって疎水性と柔軟性を獲得し、抗原に対する親和性を向上させていることを明らかにした。
3.^<13>C NMRによって、FcとプロテインAおよびプロテインGの水溶液中における相互作用様式を解析し、両者がC_H2ドメインとC_H3ドメインの界面でFcに結合することを明らかにした。
4.IgGのヒンジ領域のモザイク構造が鎖間ジスルフィド結合やC_H1ドメインとの相互作用によって規定されていることを示すと共に、C_H1ドメインの欠落がIgGの動的高次構造を変化させ、プロテアーゼに対する抵抗性の低下とエフェクター機能の自発的発動を誘起することを明らかにした。
5.免疫複合体中においてもヒンジ領域の中の柔軟な部分の存在によって、Fc部分の運動性は保持されていることを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] H.Kim et al.: "Dynamical structure of the hinge region of immunoglobulin G as studied by ^<13>C nuclear magnetic resonance spectroscopy" J.Mol.Biol.(印刷中). (1994)
• [文献書誌] T.Nakayama et al.: "A multinuclear NMR study of the affinity maturation of anti-NP mouse monoclonal antibodies:Comparison of antibody combining sites of primary response antibody N1G9 and secondary response antibody 3B62" Biochemistry. (印刷中). (1994)
• [文献書誌] R.Mizutani et al.: "Molecular structural studies of effector functions of a mouse immunoglobulin G that lacks the entire C_H1 domain:Small angle X-ray scattering,nanosecond fluorescence depolarization,and stable isotope-aided NMR analyses" Mol.Immunol.(印刷中). (1994)
• [文献書誌] K.Kato et al.: "^<13>C NMR study of the mode of interaction in solution of the B fragment of Staphylococcal protein A and the Fc fragments of mouse immunoglobulin G" FEBS Lett.328. 49-54 (1993)
• [文献書誌] R.Mizutani et al.: "Effector functions of a mouse IgG that lacks the entire C_H1 domain:C1q binding and complement fixation in the absence of antigen" J.Immunol.150. 131-138 (1993)