ブックタイトル日本結晶学会誌Vol57No4

概要

日本結晶学会誌Vol57No4

システイニルtRNAを合成するトランスサルファソームの分子基盤図3SepCysS-SepCysE複合体の結晶構造（3WKR）．（The crystal structure of SepCysS-SepCysE complex.）（a）SepCysS-SepCysE複合体の全体構造．（b）SepCysSとSepCysEの相互作用の詳細．SepCysSとSepCysEをそれぞれ黄／紫色とピンク／赤で示す．SepCysのK234およびそれと共有結合しているPLPをスティックで示す．（c）SepCysS-SepCysE複合体とSepCysS単体（水色）構造の比較．複合体SepCysSとSepCysEはそれぞれ黄色のリボンとピンクのサーフェス表示で示している．編集部注：カラーの図はオンライン版を参照下さい.3．SepCysS-SepCysE複合体の構造得られたSepCysS-SepCysE複合体の構造は，SepCysSの2量体とSepCysEの2量体からなり，ゲルろ過の結果と一致している．電子密度マップが不明瞭であったため，SepCysEの214残基のうち，N末端の79残基しか構築することができなかった（図3a）が，結晶化途中にSepCysEが分解されているかどうかを確認するため，SepCysS-SepCysE複合体の結晶を電気泳動したところ，SepCysSとSepCysEのそれぞれの全長バンドが現れた．よって，C末端が見えなかったことは，SepCysEのC末端がフレキシブルのため，電子密度マップに現れないと考えられた．SepCysEのN末端I34-F102残基の領域が2つの長いα-helicesを形成しており，SepCysSとの相互作用は，ほとんどN末端側のα-helix（D45-K66）にある（図3b）．複合体中のSepCysSはA. fulgidus由来の単体構造と同様，発現系から捕獲したPLPを活性部位にある残基K241に結合しており，活性部位の構造もよく似ている．これはSepCysEとの結合はSepCysSの活性にあまり影響を及ぼさないことを示唆している．また，全体構造もよく似ており，688残基のCαのRMSDは1.1 Aであるが，C末端側のK295-K396の部分だけは少しSepCysE側へ動いていた（図3c）．この部分はtRNAのアクセプターステムに結合すると推定されているので，SepCysEとの日本結晶学会誌第57巻第4号（2015）結合はSepCysSの大きな構造変化を引き起こさないが，SepCysSとtRNAの結合には影響があると考えられる．4．SepCysEの機能解析得られたSepCysS-SepCysE複合体の構造では，SepCysEのN末端のみ可視化できることは，SepCysEがN末端ドメイン（NTD）とC末端ドメイン（CTD）の2つのドメインから形成されていることを示唆しているので，SepCysEはドメインごとに機能することが考えられる．したがって，われわれは構造情報に基づいて，SepCysEの1-103残基のNTD（SepCysE（NTD））と104-213残基のCTD（SepCysE（CTD））を作製し，それぞれの機能解析を行った．まず，ゲルろ過クロマトグラフィーを用いてタンパク質間の結合実験を行った．その結果，図4に示したように，SepCysE（CTD）がSepRSとSepCysSのどちらにも結合しないのに対して，SepCysE（NTD）は両タンパク質のそれぞれに結合するだけではなく，さらに，両タンパク質と同時に結合した．このことは，SepCysE（NTD）が異なる結合部位を用いて，SepRSとSepCysSそれぞれに結合していることを示唆している．興味深いことに，SepCysE（NTD）がSepCysEの2量体を形成するドメインであり，単独に精製する場合には，溶液中のSepCysE（NTD）が2量体になっているが，結合するパートナーに応じて多量体を形成する．つまり，247