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われわれは、プロティンジスルフィドイソメラーゼ(PDI)がグルタチオンで修飾されたジスルフィド結合形成の中間体に作用して構造的にアプローチが困難と考えられるグルタチオンを遊離させること、およびPDIのみならずPDIに存在するチオール-ジスルフィド交換反応の活性部位を欠失させてた変異体PDIMもシャペロン機能を有することなどを明らかにしてきた。
本年度は、蛋白失の構造形成におけるPDIの機能をさらに詳しく調べるために、上記中間体のグルタチオンを種々のグルタチオン関連物質で置換した誘導体を化学的に調製するとともに、PDIおよびPDIM発現プラスミドを構築し、酵母を使ってPDIおよびPDIM蛋白失を発現させかつ精製した。得られた種々の誘導体にPDIおよびPDIMを作用させ、誘導体の混合ジスルフィドの開裂反応を調べた。その結果、PDIによる混合ジスルフィド開裂反応のinitial rateとacceleration ratioとの間には負の関係が存在すること、またPDIMはPDIによる混合ジスルフィド開裂反応を抑制することを明らかにし、PDIは非共有結合的に基質と相互作用すると予測した。これらの結果とグルタチオンをシステインで置換した誘導体の立体構造解析の結果を基に、細胞内でPDIはジスルフィド結合の交換反応を触媒すると同時に、ジスルフィド結合の周囲の構造をrelaxさせるシャペロン機能を有すると結論した。現在PDIの立体構造解析のための大量精製およびグルタチオンで修飾されたジスルフィド結合形成の中間体を迅速に検出するための特異抗体の選択をファージライブラリーから行っており、後者についてはその選択に成功し現在研究を続行中である。
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