F型アクチン結晶構造から解き明かすアクチン重合・ATP加水分解・繊維切断機構

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K14708
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 武田 修一 名古屋大学, 理学研究科, 研究員 (50509081)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: アクチン / X線結晶構造解析 / フラグミン / ゲルゾリンスーパーファミリー / ATP加水分解 / 繊維切断

研究成果の概要

繊維状に配置したアクチン四分子がゲルゾリンファミリータンパク質の一種であるフラグミンの全長タンパク質二分子によって固定された複合体の結晶構造を、2.3オングストローム分解能で決定した。AMPPNP, ADP-Pi, ADPが結合した繊維型コンフォメーションアクチン一分子とフラグミンのN末端側ドメインとの複合体結晶構造を1.2オングストローム分解能で決定した。これらのF型アクチン構造からアクチン繊維形成、ATP加水分解機構を原子分解能で議論することが可能となった。

自由記述の分野

生物物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

アクチンは不定長に重合するタンパク質であるため、これまで繊維状態での結晶構造は報告されていなかった。今回アクチン切断因子であるフラグミンとの共結晶化という方法によって、世界初のアクチン繊維構造の解明に成功した。本研究の成果は真核細胞中に最も大量に存在するタンパク質であるアクチンの機能を理解する上で極めて重要である。