シャペロニンGroELの標的タンパク質認識の分子機構

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07408017
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 桑島 邦博 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (70091444)
• 研究分担者: 伊倉 貞吉 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (50251393)
• キーワード: 分子シャペロン / シャペロン / GroEL / 折れたたみ機構 / 球状タンパク質 / α-ラクトアルブミン / スタフィロマッカルヌクレアーゼ

研究概要

スタフィロコッカルヌクレアーゼP47A+P117G変異体(SNaseAG)の酸変性状態からのpHジャンプによる巻き戻り速度過程に及ぼすGroELの影響を調べた。この条件下で遊離SNaseAGの巻き戻りは3相で表される。SNaseAGに対するGroELの影響は、前年度のαLAに対する場合よりもはるかに強力で、GroELの14量体濃度がSNaseAGに対し等モル以下でも、SNaseAGの巻き戻りの速い相の振幅が減少するのが観測された。これは、SNaseAGとGroELとの結合がほとんど不可逆的におき、GroELに結合したSNaseAGの巻き戻り速度が著しく低下することを示している。GroELがSNaseAGに比べ過剰に存在するとき、SNaseAGの巻き戻り過程は1相となり、速い相の巻き戻りの速度は2桁遅くなる。MgATPがあるときには、巻き戻りの速度は1桁しか遅くならないので、ATPによりGroELと標的タンパク質の結合が弱められると考えられる。
イオン強度を0.15Mから0.01Mに下げると、GroEL存在下でのSNaseAGの巻き戻りの速度は更に10分の1になった。前年度標的タンパク質として用いたα-ラクトアルブミン(αLA)とは逆に中性pHでSNaseは正の電荷を持つので、イオン強度の減少によってSNaseAGとGroEL間の静電的な引力が強くなり両タンパク質の結合が更に強くなったものと思われる。このように、SNaseAGとαLAのGroELに対する親和性の違い、両標的タンパク質とGroELとの結合強度のイオン強度依存性のいずれも静電相互作用により合理的に解釈することができる。

研究成果

• [文献書誌] Okazaki,A: "Hydrogen-Exchange Kinetics of Reduced-alpha-Lactalbumin Bound to the Chaperonin GroEL" J.Biochem.(Tokyo). in press (1997)
• [文献書誌] Kuwajima,Kunihiro: "The Burst-Phase Intermediate in the Refolding of beta-Lactoglobulin Studied by Stopped-Flow Circular Dichroism and Absorption Spectroscopy" J.Mol.Biol.264. 806-822 (1996)
• [文献書誌] Katsumata,K.: "Dominant Forces in the Recognition of a Transient Folding Intermediate of alpha-Lactalbumin by GroEL" J.Mol.Biol.264. 643-649 (1996)
• [文献書誌] Semisotnov,G.V.: "Protein Globularization During Folding.A study by Synchrotron Small-Angle X-Ray Scattering" J.Mol.Biol.262. 559-574 (1996)
• [文献書誌] Arai,M.: "Repid formation of a molten globule intermediate in refolding of alpha-lactalbumin" Folding & Design. 1. 275-287 (1996)
• [文献書誌] Katsumata,K.: "Effect of GroEL on the refolding kinetics of alpha-lactalbumin" J.Mol.Biol.258. 827-838 (1996)