立体選択的13CH3標識Leu，Valの高分子量蛋白質のNMR研究ヘの応用

摘要

NMR法は，蛋白質をはじめとする生体高分子を実際の生体環境に近い溶液状態で解析することができる手法である.そのため，結晶構造解析や電子顕微鏡解析では得られない立体構造動態を，原子分解能で捉えることができる重要な研究手法として位置付けられている.しかしながら，解析対象の分子量が大きくなると，NMRシグナルの縮重や広幅化が顕著となり，精密な立体構造の決定に必要なシグナル帰属やNOE等の原子間距離情報の取得は困難となる.我々が開発した立体整列同位体標識(Stereo-Array Isotope Labeling; SAIL)法~(1))をはじめとする高度な安定同位体標識技術やTROSY法~(2))等のNMR測定技術の開発により，分子量40-50 kDa程度の蛋白質については，精密な立体構造決定が可能となった.しかしながら，更なる高分子量を持つ蛋白質?蛋白質複合体を対象としたNMR解析手法の開発ヘの要望はますます高まっており，蛋白質中のアミド基(~(15)NH)やメチル基(~(13)CH_3)シグナル等，限られたNMR情報をプローブとして相互作用や動態の解析を行う手法が幅広く利用されている~(3,4)).我々は，アミノ酸残基数723からなる分子量82 kDaのリンゴ酸合成酵素(malate synthase G; MSG)をモデル蛋白質として，高分子量蛋白質のNMRによる精密立体構造解析に向けて安定同位体標識法の高度化に取り組んできた.その過程で，観測されるNMRシグナルの線幅を画期的に狭めることのできる“横緩和最適化”SAILアミノ酸類の開発に成功した. この結果，分子量100 kDaを越えるような高分子量蛋白質においても，それらの芳香環，脂肪族側鎖の~1H~(13)C相関シグナルを高感度に観測?帰属し，それらを利用して構造動態の取得ヘと至る道筋が明確となりつつある~(5-8)).