溶血性レクチンの膜孔形成におけるダイナミックな構造変化の解明

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K07695
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用生物化学
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 郷田 秀一郎 長崎大学, 工学研究科, 准教授 (00346587)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 溶血性レクチン / 孔形成毒素 / Ｘ線小角散乱

研究成果の概要

溶血性レクチンCEL-IIIの膜孔形成機構の解明の研究を行った。立体構造から解明されている膜孔形成部位のStem部位及びそれに加えてWrapping部位を欠損させた変異体を作成し、その四次構造を解析した。その結果、Stem部位を欠損しても七量体を形成し、Wrapping部位も欠損することによって多量体化しないことが明らかとなった。この結果から、CEL-IIIは膜貫通部位がなくても多量体化が可能であり、Wrapping部位が七量体化に必要であることが明らかとなった。これらのことは、膜孔形成において、初めに七量体化が起こり、その後に膜孔を形成する機構で進行することを示唆していた。

自由記述の分野

蛋白質科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

膜孔形成毒素はタンパク質を原因とする疾病を引き起こし、タンパク質が四次構造変化、すなわち多量体化するとともに立体構造が変化して孔を形成することによって起こる。このことはタンパク質が一つの安定した構造で存在するのではなく環境に応じて立体構造を変化させる好例であり、立体構造形成の研究の観点からも注目されている。本研究は、その多量体化機構の解明につながるものであり、多量体化の後に孔形成が行われる機序を明らかとしたことは四次構造変化を含む立体構造形成に与える学術的意義が大きい。これらタンパク質の立体構造変化による疾病は他にも広く知られており、その機構の解明は社会的意義も大きい。