2010 Fiscal Year Annual Research Report
中性子解析によるATP結合タンパク質の水和構造とそのダイナミクス研究
Publicly Offered Research
| Project Area | Water plays a key role in ATP hydrolysis and ATP-driven functions of proteins |
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21118502
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
新村 信雄 茨城大学, フロンティア応用原子科学研究センター, 特任教授 (50004453)
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| Keywords | ATPエネルギー交換 / 水和構造 / 負エントロピー / 中性子構造生物 / ATP結合タンパク質 / DAPK / SufC / 大型結晶育成 |
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| Research Abstract |
頭書テーマのモデルタンパク質としてDeath-associated protein kinase(DAPK)を選定
1.(DAPK)の発現
(1)宿主である大腸菌の使用コドンに従い最適化したDAPKリン酸化領域をコードするDNAをプラスミドベクターpET-20b(+)のNdel-Xholサイトにサブクローニングし、BL21(DE3)大腸菌株に形質転換し、大量培養する事によってDAPKを得た。
(2)DAPKの精製はNi Sepharose FF担体を用いた金属アフィニティ精製とHiPrep Sephacryl S-100 HRを用いたゲルろ過クロマトグラフィーで行った。
2.DAPKのATP結合状態、および非結合状態(Apo状態)の結晶育成
(1)PEG1000、硫酸アンモニウム、硫酸リチウムの三条件を重点的に最適化し単結晶を得る事が出来た。
(2)ATPアナログ物質としてアデニリル-イミド二リン酸(AMP-PNP)、アデノシン二リン酸(ADP)、アデノシンγチオ三リン酸(ATP-γS)を使用した。
3.DAPKのATP結合状態、および非結合状態(Apo状態)での水和水構造の違い。
(1)DAPKのX線結晶構造解析:DAPKに結合しているATPアナログ物質は10個以上の水分子と水和構造を形成している。これらの水分子は良くオーダーされており、はっきりと観測する事が出来たと言えるだろう。しかしAMP-PNP及びATP-γSのγ-リン酸基はディスオーダーしており、確実な原子位置を特定出来ているとは言い難い。
(2)DAPKの中性子結晶構造解析:中性子回折法での見かけの水和水構造はその運動状態を反映して、ブーメラン状、棒状、ボール状にそれぞれ見える。ATP結合状態とApo状態での水和水配向の自由度(エントロピー)の差に寄与るると考えられる。ATP結合状態、および非結合状態(Apo状態)、非ATP結合タンパク質の水分子の構造を求め、3状態での構造の違いを比較し、ATPと水分子との相互作用を解明する。引き続き中性子結晶構造解析のための大型結晶育成実施中。
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