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本研究は、蛋白質のアミノ酸配列(一次構造)に依存した立体構造形成機構を解明するために、トリプトファン合成酵素α-サブユニットのプロリン残基に注目し、プロリン残基の構造形成と安定性に果たす役割を解明しようとしている。具体的には、10種のバクテリアから得たαサブユニットで保存されている6個のプロリン残基(28、57、62、96、132、及び207位)をそれぞれアラニン及びグリシンに置換した12種のトリプトファン合成酵素α-サブユニット変異型をsite-directed mutagenesisの方法で作製し、それらの菌を培養し、純度の高い蛋白質に精製、それらの物理化学的性質を比較した。但し、96位のグリシンへの置換型は安定性が著しく低下し、精製蛋白質が得られなかった。変異型の構造変化を調べるのにCDスペクトルの測定(jasco J500)、変性の熱力学量を求めるのに熱測定(DASM4)、変性及び復元の速度を求めるのに蛍光のストップドフロ-蛍光分光計(10対1のミキサ-装備)を用いてた。
その結果、αサブユニットの保存プロリン残基が、構造の安定化に果たす役割として、次のように整理できた。1)ヘリックス構造など二次構造の安定化に重要。2)ドメイン間相互作用など三次構造の安定化にも重要。3)変性状態の構造のエントロピ-を減少させることで、未変性状態の構造を安定化。4)プロリン残基は立体構造の枠組み形成に重要、つまり、構造形成速度を高める。5)1から4での結論は、種々の変異位置の変異型から得られた。つまり、プロリン残基の蛋白質の安定化に果たす役割は立体構造上の部位によって異なる。
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