Research Abstract
カイコ（Bombyx mori）のJHBPによる血リンパでのJH送達の構造機構
Structural mechanism of JH delivery in hemolymph by JHBP of silkworm, Bombyx mori
2011年10月28日 Scientific Reports 1 : 133 doi: 10.1038/srep00133
幼若ホルモン（JH）は昆虫の生活環のさまざまな局面できわめて重要な役割を担っている。JHが機能するためには、まず、JH結合タンパク質（JHBP）と結合して血リンパ中を輸送され、標的組織に運ばれなければならない。本論文では、JH結合型と非結合型JHBPの結晶構造および溶液構造により明らかになった、JHBPによるJH送達の分子機構を報告する。JH非結合型JHBPは、溶液中ではホルモン結合ポケットの蓋となるαヘリックスの配向が異なる、蓋が閉じた状態から開いた状態まで、複数の立体構造の平衡状態として存在する。蓋が開いたポケットにJHが結合すると、αヘリックスが閉じることでポケットは完全に蓋をされ、JHはタンパク質内部に格納される。JH結合型JHBPは、標的細胞の膜表面に到達すると、おそらく極性が低下した環境を感知することで蓋であるαヘリックスを開き、結合したホルモンを放出する。この論文は、JHのシグナル伝達について構造的知見を提供する最初の報告である。
- 独立行政法人 農業生物資源研究所 農業生物先端ゲノム研究センター 生体分子研究ユニット
- 独立行政法人 農業生物資源研究所 昆虫科学研究領域 昆虫成長制御研究ユニット
- 独立行政法人 農業生物資源研究所 遺伝子組換え研究センター 昆虫機能研究開発ユニット
*The first two authors contributed equally to this work.
Juvenile hormone (JH) plays crucial roles in many aspects of the insect life. All the JH actions are initiated by transport of JH in the hemolymph as a complex with JH-binding protein (JHBP) to target tissues. Here, we report structural mechanism of JH delivery by JHBP based upon the crystal and solution structures of apo and JH-bound JHBP. In solution, apo-JHBP exists in equilibrium of multiple conformations with different orientations of the gate helix for the hormone-binding pocket ranging from closed to open forms. JH-binding to the gate-open form results in the fully closed JHBP-JH complex structure where the bound JH is completely buried inside the protein. JH-bound JHBP opens the gate helix to release the bound hormone likely by sensing the less polar environment at the membrane surface of target cells. This is the first report that provides structural insight into JH signaling.
