| 研究概要 |
タンパク質の結晶化条件には多くのパラメーターがあるため、最適な結晶化条件の探索には時間と労力が必要となる。迅速にその溶液条件が結晶を生成する条件にあるかないかを判断できるようになれば、その有用性は大きい。また、タンパク質の結晶や凝集体形成のメカニズムには不明な点が多く、特にその初期過程の解明には、分子間力や会合体形成に関する知見が重要である。本研究では、インスリン水溶液に静的および動的光散乱法を適応し溶液中の分子間相互作用や分子会合状態を調査するとともに、それらの結果から溶液からの結晶生成の有無を判断可能かどうか検討した。
実験ではいくつかの結晶化する溶液やしない溶液に対して光散乱実験を行った。静的光散乱実験では、散乱強度はインスリン濃度とともに急激に大きくなり、pHに依存したある一定値に近づいた。デバイプロットによる解析により、結晶化が起こるpH6および7ではインスリン濃度の上昇に伴って、単量体の分子量6,000から六量体の分子量の36,000程度にまで増加し、結晶化が起こらないpH2では12,000程度(二量体に相当)までしか増加していなかった。一方、分子間力の目安となる第2ビリアル係数は、結晶化が起こらないpH2の溶液も含めて、すべての溶液で負(引力)であった。pH2の溶液が示す引力は、インスリン単量体が二量体を形成する際の引力と解釈できる。この結果は、単に分子間力が引力的であっても直ちに結晶化を判断することはできないことを示している。インスリン結晶を構成する単位(成長単元)はインスリン六量体であるため、溶液中での六量体の形成と六量体間の相互作用が結晶成長にとって重要であろう。成長単元間の相互作用を如何にして得るかが今後の課題である。
動的光散乱実験で得られたpH2〜pH7の間の分子会合体の平均流体力学的半径のpH依存性も、静的光散乱と調和的な結果となった。
|
