1分子イメージングによるシャペロニンの作用機構の解明

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11780440
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 田口 英樹 東京工業大学, 資源化学研究所, 助手 (40272710)
• キーワード: 分子シャペロン / GroEL / 1分子イメージング / フォールディング

研究概要

1分子のレベルでのシャペロニンGroELとGroESが結合解離するようす、およびタンパク質の折れ畳みの1分子観察の統計的な解析から、これまで知られていない新しいGroEL/ES複合体の中間体があることを提唱した。さらにこの新しい中間体の存在を確かめるために、ATP加水分解の速度論的な解析を行った。
また、シャペロニンと変性タンパク質との相互作用の1分子イメージングを行い、シャペロニン機能の全貌を1分子レベルで調べる手がかりを得た。
1分子のシャペロニンが機能するようすをリアルタイムで調べるための第一歩としてシャペロニンGroELとGroESが結合解離するようすを1分子レベルで観察することに成功した。また、この実験系を発展させて変性タンパク質の折れ畳みの1分子観察を行った。Green Fluorescent Protein(GFP)とGroEL変異体を使用して1分子タンパク質フォールディングを見ることができた。以上の観察の時間経過を統計的に解析した結果、これまで知られていなかった新しいGroEL/ES複合体を検出することができた。

研究成果

• [文献書誌] Shiseki,K.: "Synchronized Domain Opening Motion of GroEL is Essential for Communication between the Two Rings."J.Biol.Chem.. 276(In press). (2001)
• [文献書誌] Yokoyama,K.: "V-Type H+-ATPase/synthase from a Themophilic Eubacterium, Thermus Thermophilus, Subunit Structure And Operon"J.Biol.Chem.. 275. 13955-13961 (2000)
• [文献書誌] Watanabe,Y.: "Heat-inactivated proteins managed by DnaKJ-GrpE-ClpB chaperones are released as a chaperonin-recognizable nonnative form."J. Biol.Chem.. 275. 12388-12392 (2000)
• [文献書誌] Asahara,Y.: "FtsH recognizes unfolded proteins and hydrolyzes carboxyl side of hydrophobic residues."J. Biochem.. 127. 931-937 (2000)
• [文献書誌] Pack,C-G.: "Effect of electrostatic interactions on the binding of charged substrate to GroEL studied by highly sensitive fluorescence correlation spectroscopy"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 267. 300-304 (2000)
• [文献書誌] Aoki,K. : "GroEL binds artificial proteins with random sequences."J.Biol.Chem.. 275. 13755-13758 (2000)
• [文献書誌] 田口英樹(分担): "シャペロニンとGFPフォールディング"生物工学会誌. 3 (2000)
• [文献書誌] 田口英樹(分担): "タンパク質のケアテイカー、分子シャペロン"共立出版. 19 (2000)