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細胞:グアニル酸結合タンパク質が構造により誘発されるGTPからGMPへの連続的分解を行う仕組み

Nature 440, 7080 doi: 10.1038/nature04510

インターフェロンは、細胞における抗病原性および抗増殖性作用を仲介する免疫調節性のサイトカインである。インターフェロンγ誘導性ヒトグアニル酸結合タンパク質1(hGBP1)は、ダイナミン関連高分子量GTP結合タンパク質ファミリーに属し、他のGTP結合タンパク質ファミリーにはみられないヌクレオチド依存性のオリゴマー形成および高速で協同的なGTPアーゼ活性などの生化学的性質を共有する。さらにhGBP1は、連続した2つの切断反応を介してGTPをGMPに加水分解するという性質ももっている。本論文では、hGBP1の単離したアミノ末端Gドメインが、完全長のタンパク質のもつ主要な酵素特性を保持し、直接GDPを分解できることを示す。反応経路中の連続した段階ごとに得られたN-末端Gドメインの結晶構造および生化学的データから、ヌクレオチド依存性のホモ二量体化およびGTP分解に関する分子基盤が明らかになった。他のGTP結合タンパク質におけるエフェクターの結合と同様に、ホモ二量体化はスイッチ領域の構造変化によって調節を受ける。ホモ二量体化により、アルギニンフィンガーとセリンが効率よく触媒作用を行えるように配置されたコンホメーションが形成される。2つ目の加水分解段階における基質の位置決めは、グアニン塩基の相互作用はそのままに保ちながらβ-リン酸をγ-リン酸結合部位に位置させるような、リボースにおけるヌクレオチドのコンホメーション変化によってなされる。

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