| 研究課題/領域番号 |
17J07553
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
戸田 暁之 大阪大学, たんぱく質研究所, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-26 – 2020-03-31
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| キーワード | ダイニン / 分子モーター / X線結晶構造解析 / 微小管 |
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| 研究実績の概要 |
ダイニンは生体内分子モーターであり、細胞質ダイニンと軸糸ダイニンに大分される。軸糸ダイニンは鞭毛・繊毛の波打ち運動を駆動するモーターである。ダイニンモータードメインは、約3300残基からなる巨大なタンパク質であり、その分子サイズが問題となり構造解析例は少なく、細胞質ダイニンの報告しかない。しかし、軸糸ダイニンのATP加水分解に伴った運動機構を理解するためには、原子分解能での軸糸ダイニンモータードメインの構造解析が不可欠である。そこで、本研究では[1]軸糸ダイニンモータードメインの構造と、[2]微小管に結合した状態の軸糸ダイニンの構造を決定することで、軸糸ダイニン特有の運動機構を理解することを目的としている。実施状況としては、以下の通りである。
[1]軸糸ダイニンモータードメインの構造解析
構造解析手法については、サンプルの収量が予想よりも少なかったため、当初の予定であったX線結晶構造解析法ではなく、クライオ電子顕微鏡を用いた単粒子解析を行う予定に変更している。実験サンプルについてはいくつかの軸糸ダイニンにて発現のスクリーニングを行った結果、最も発現量が高いヒト由来内腕ダイニンd（DNAH1）のモータードメインをサンプルとして選択し、大量発現系を構築することができた。現在、精製条件の最適化を行っている。
[2]微小管結合状態の軸糸ダイニンの構造解析
軸糸ダイニンのモータードメインの中でも微小管結合部位（MTBD）と軽鎖１（LC1）の複合体の構造を原子分解能にて決定した。さらに研究を発展させ、このMTBD-LC1複合体と、微小管を構成するタンパク質であるTubulinとの複合体構造解析を進めている。現在、LC1-MTBD-Tubulin dimerの複合体の結晶は得られており、X線回折実験の結果、回折点も観察できている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
[1]軸糸ダイニンモータードメインの構造解析に関しては、大量発現系を構築できており、クライオ電子顕微鏡を用いた単粒子解析に取り組む準備を整えることができた。
また、[2]微小管結合状態の軸糸ダイニンの構造解析に関しては、LC1-MTBDの複合体の結晶構造を決定することができた。さらに、LC1-MTBDをTubulinとの複合体を形成させ、結晶化することに成功しているためである。
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| 今後の研究の推進方策 |
[1]軸糸ダイニンモータードメインの構造解析に関しては、クライオ電子顕微鏡を用いた単粒子解析に取り組む予定である。
[2]微小管結合状態の軸糸ダイニンの構造解析に関しては、LC1-MTBDとTubulinの複合体の結晶構造を決定するため、X線回折強度測定と構造決定のための解析を行う予定である。
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