streptavidin 2次元結晶へのbiotin修飾分子結合と結晶無秩序化との相関に関する研究(2)

摘要

タンパク質の一種であるstreptavidin (SA)分子はビタミンの一種であるbiotin分子と特異的に結合し、biotin修飾脂質分子を含hだ脂質二重膜上で2次元結晶を形成する。脂質二重膜上のSA分子は1分子あたり2個のbiotin結合サイトが表面に露出するような姿勢で吸着しており、原子間力顕微鏡 (AFM)を用いたbiotin修飾タンパク質の観察のプラットフォームとしての応用が期待されている。その一方で、SA結晶にbiotin分子を結合させると結晶が無秩序化することも分かっている。われわれはこの脂質二重膜上のSA結晶の無秩序化メカニズムの解明に向けてAFMを用いてSA結晶の構造観察を行っている。低分子であるbiotin分子を直接AFMで観察することは困難であるため、図1 (a)に示すように両端にbiotin修飾を施した二重鎖DNA分子(biotin-DNA)などのようにbiotin修飾した標識分子を用いて実験を行っている。これまでの研究では、図1 (b)に示すような鎖長の長いbiotin-DNAを用いた実験により、DNAの両端に修飾されたbiotin分子がSA結晶と特異結合により吸着していることが実際に確かめられた。さらに、図1 (c)に示すような鎖長の短いbiotin-DNAを用いた実験では、gultaraldehyde (GA)でbiotin-DNAを固定化することで biotin 分子や biotin 修飾分子の結合密度には結晶の無秩序化を引き起こすしきい値が存在している可能性が明らかになってきた[4]。今回は、前回と同様に鎖長の短いbiotin-DNA分子を用いて、先にGAで固定化したSA結晶に対するbiotin-DNAの結合密度と結晶無秩序化との相関についてより詳細に調べた。本講演ではその詳細について報告する。