X線構造解析の手法を用いた脳特異的カルシウム受容タンパク質S100の構造と機能相関

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08260211
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 井上 豪 大阪大学, 工学部, 助手 (20263204)
• 研究分担者: 甲斐 泰 大阪大学, 工学部, 教授 (40029236)
• キーワード: ウシ脳 / カルシウム結合タンパク質 / S100b / X線構造解析 / 構造精密化

研究概要

細胞周期や細胞の種類に特異的なカルシウム信号のメディエーターの1つと考えられているS100タンパク質の生化学的な機能として、
1.カルシウム依存的に微小管の解離や集合阻害を助長する。
2.微小管結合性蛋白質であるタウ蛋白質のリン酸化をカルシウム依存的に阻害する。
3.キナーゼCの主な基質である87kDaの蛋白質のリン酸化も特異的に阻害する。
などが知られているが、これら機能を研究する上で3次元立体構造を明らかとすることは必須の条件である。そこで、これら機能とS100蛋白質の3次元立体構造との相関関係を解明する目的で結晶学的研究に取り組み、ウシ脳からカルシウム非結合型のS100蛋白質の精製方法を確立し、カルシウム非依存下または存在下で結晶化を行ったところのカルシウム存在下でX線構造解析に適した結晶が得られ、分子置換法による構造解析に成功した。また、その後の構造精密化を1.7Å分解能という高分解能でほぼ終了し、米国ブルックヘブン研究所のProtein Data Bankに登録手続きを行っているところである。構造解析の結果、カルシウム存在下では、EF-Handドメインが収縮することによって疎水結合領域を露出することによって相手のタンパク質であるタウタンパク質との疎水相互作用を強め、複合体を形成する機構を発見することができた。この機構をより詳細に証明するためには、カルシウムイオン非存在下での構造解析を行う必要があり、現在それに取り組んでいる。以上の新規結果を含む構造解析に関する論文作成に着手している。

研究成果

• [文献書誌] C.Li&T.Inoue,et al.: "Crystallization and Preliminary X-ray Studies of Azurin-I and Azurin-II from Denitrifing Bacterium Alcaligenes Xylosoxidans GIFU 1051" Acta Cryst.Sect D.(in press).
• [文献書誌] C.Li&T.Inoue,et al.: "Crystallization and Preliminary X-ray Studies of Plastocyanin from Silene Expressed in E.Coli" Acta Cryst.D53. 129-130 (1997)
• [文献書誌] C.Li&T.Inoue,et.al.: "Crystal Structure of Azurin-I from Denitrifying Bacterium Alcaligenes Xylosoxidans NCIMB 11015 at 2.45^* Resolution" Acta.Cryst.Sect D.(in press).
• [文献書誌] N.Shibata & T.Inoue,et al.: "Orderly disposition of heterogeneous small subunits in D-ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase from spinach" J.Biol.Chem.271. 26449-26452 (1996)
• [文献書誌] N.Shibata & T.Inoue,et al.: "Crystallization and preliminary crystallographic studies of ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase from red alga Galdieria partita with high specificity factor" J.Biochem.120. 1064-1066 (1996)
• [文献書誌] N.Shibata & T.Inoue,et al.: "Crystallization and preliminary Crystallographic Studies of Pink Color Chromoprotein from Pleurotus Salmoneostramineus L.Vass" Acta.Crystallogr.Sect D.(in press).