二次元EMイメージへの原子構造のフィッティング

Superimposition of a crystal structure over 2-D EM images

岩崎 憲治*; 高木 淳一*; 松本 淳

Iwasaki, Kenji*; Takagi, Junichi*; Matsumoto, Atsushi

受容体や細胞接着分子等、大きな細胞外領域を保有する膜タンパク質の構造は非常に柔軟で、中にはその機能との重要な相関を示唆する、大きなコンフォメーション変化を示すものも多い。こうした分子の構造は、電顕イメージング法では三次元構造を求めるのが非常に困難であり、得られたとしても低分解能で、生化学実験等に比して情報の乏しさは否めないものであった。そこで、二次元であれば、簡便にかつ迅速にその構造を吟味できることを提唱してきたが、その場合見た目に依存した主観的な議論にとどまることが常であった。今回、我々は、より客観的に解釈し、特定のアミノ酸配列についての吟味を可能にする方法を開発したのでここに報告する。電顕イメージに対して、そこに適切に当てはまるようにX線結晶構造解析で得られた原子座標を変化させるためには三次元であれ、二次元であれ解析イメージ自身に高い分解能が要求される。そこで松本らがこれまでに三次元用に開発した、あらかじめ様々に変化させた構造を発生させ、このうち最もよく当てはまるものを選出する方法を応用した。モデルタンパク質としてその詳細な構造と機能の相関が調べられているインテグリンavb3を用いて同方法を行ったところ、これまでの報告と一致する結果が得られた。そこで、異なるタンパク質やインテグリンにも適用し、生化学実験等で得られている結果と併せてその多様な構造が示す機能との相関を探った。

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