| 研究概要 |
ジスルフィド結合(SS結合)をもつタンパク質のフォールディング試剤としては通常、水溶性イオウ試薬が用いられている。本研究ではイオウよりも酸化還元活性が高いセレンを用いることによって、従来のイオウ試剤とは異なる新しいタイプのタンパク質フォールディング試剤を開発し、これを用いて種々のタンパク質の酸化的フォールディング過程を詳細に解析することを計画した。まず、水溶性セレン試剤として2種類の新規化合物を合成した。これを用いてタンパク質のフォールディング実験を行ったところ、セレン試薬によるタンパク質SS結合の生成反応は瞬時(10秒以内)に、しかも定量的に進行することがわかった。次に、フォールディング過程を詳細に解析するために、クエンチフロー装置を新たに設計・開発し、ウシ膵臓リボヌクレアーゼAのリフォールディング過程の速度論解析を行った。その結果、セレン試薬とタンパク質との反応は1秒以内にほぼ完結し、反応開始後50〜100msの間にSS結合がタンパク質内に順次生成してくることが明らかになった。タンパク質フォールディングの初期過程の研究は現在注目されているトピックスである。本研究で開発したセレン試剤とクエンチフロー装置を用いることによって,フォールディングのごく初期に短寿命で存在する中間体の補足を行える可能性がある。本研究では並行して、有機化学的な視点(即ち、原子レベルの相互作用)からタンパク質立体構造の支配因子について考察することも重要と考え、タンパク質構造データベース(PDB)の解析や非経験的分子軌道法による理論計算も行った。その結果、PDBの解析からは、タンパク質立体構造の支配因子としてのS…O相互作用の存在を見出した。また、理論計算によって単一アミノ酸の構造特性が二次構造の形成に特に重要な役割を果たしていることを突き止めた。
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