細胞内のタンパク質の折りたたみエネルギー景観の時間的な変化

科学分野:

• バイオケミストリー バイオケミストリー
• 細胞生物学 細胞生物学
• バイオフィジックス 生物物理学

背景:

• 化学反応の速度と自由エネルギーは,典型的には時間に依存しない.
• In vitro タンパク質の折り畳みは,固定されたエネルギー環境で起こります.
• 細胞内環境は,タンパク質の折り畳み様子を変化させるような動的変動を呈する.

研究 の 目的:

• 生体細胞内の酵母リン酸キナーゼ (PGK-FRET) の時間依存の折り畳み様子を調査する.
• タンパク質の折りたたみが細胞サイクルと染色体近接によって影響されているかどうかを判断する.

主な方法:

• 酵母リン酸塩基化キナーゼ (PGK-FRET) を標識およびモニターするために,Förster共振エネルギー転送 (FRET) を利用しました.
• 細胞環境としてのU2OS細胞と,時間調節器としての哺乳類の細胞サイクルを採用した.
• PGK-FRETの折りたたみ率を細胞サイクル相とミトーシス染色体に対する空間的位置と関連して測定した.

主要な成果:

• PGK-FRETの折り畳み率と熱力学的安定性は,細胞サイクル段階に依存することが判明しました.
• 折り畳み率は,ミトスの染色体近くと遠くの両方で測定されました.
• ミトーシス細胞のより速い折り畳み率は,DNAに富んだ領域の急速な折り畳みによるものではない.

結論:

• 細胞循環によって調節される細胞内環境は,タンパク質の折りたたみエネルギー景観を動的に調節する.
• 細胞の位置,特にミトーシス染色体への近接は,折り畳み率の変化を説明するだけではない.
• タンパク質の折り畳みは,生きている細胞内の時間的,空間的な文脈によって影響されるダイナミックなプロセスです.