Mutagenesis of the crystal contact of acidic fibroblast growth factor

酸性繊維芽細胞増殖因子結晶中の分子間接触面の改変

本庄 栄二郎; 玉田 太郎; 安達 基泰; 黒木 良太; Meher, A.*; Blaber, M.*

Honjo, Eijiro; Tamada, Taro; Adachi, Motoyasu; Kuroki, Ryota; Meher, A.*; Blaber, M.*

われわれは薄板状にしか結晶化しないhaFGFの分子間接触部位を改善し結晶成長を制御することを試みている。haFGFのX線結晶構造から結晶学的に対称な位置関係にあるhaFGF分子の分子間接触部位にはGlu81の側鎖が近接して存在しており、この電荷の反発が分子間相互作用を乱している可能性が考えられた。このGlu81の側鎖が分子間相互作用に関与しているかどうかを調べるため、われわれはGlu81をAla, Val, Leu, Ser及びThrに置換したhaFGFの変異体を作成した。このGlu81の側鎖が分子間相互作用に関与しているかどうかを調べるため、われわれはGlu81をAla, Val, Leu, Ser及びThrに置換したhaFGFの変異体を作成した。それぞれの変異体について蟻酸を用いて結晶化を行ったところ、Ala, Val及びLeu変異体は野生型同様薄板状の結晶成長が見られたが、Ser及びThr変異体の結晶は野生型よりもより厚みが増していた。これらの変異体について1.5分解能のX線構造を解いたところ分子間接触部位に存在するSerの水酸基が沈殿剤である蟻酸を介して水素結合を形成していることがわかった。このような分子間接触部位改変の試みは中性子結晶構造解析のための大型結晶育成に寄与すると考えられる。

We attempt to improve a crystal contact of human acidic fibroblast growth factor (haFGF1) to control the crystal growth because haFGF crystallizes only as a thin-plate form. X-ray crystal analysis of haFGF showed that side chain Glu81, located at a crystal contact between haFGF molecules related by crystallographic symmetry, were in close proximity, suggesting that charge-repulsion may disrupt suitable crystal-packing interaction. To investigate whether the Glu residue affects crystal packing, we constructed haFGF mutants. Although crystals of Ala, Val and Leu mutants were grown as a thin-plate form by the same precipitant (formate) as wild type, crystals of Ser and Thr mutants were grown as a more bulky form. X-ray structural analysis of Ser and Thr mutants determined at 1.5 resolution revealed that hydroxyl groups of Ser and Thr were linked by hydrogen bonds mediated by formate used as a precipitant.