50倍に伸びるタンパク質リボンの組み立てルートを解明~「隠れた立役者」がタンパク質マシンの組み立てルートを決める~

ad

2026-09-25 東京科学大学

東京科学大学の研究チームは、pH変化に応じて約50倍に伸縮するタンパク質リボン「R-body」について、複数のタンパク質が機能する集合体へ組み上がる経路を明らかにした。R-bodyを構成する4種類のRebタンパク質を個別に欠損させた14種類の変異体を作製し、形態、組成、二次構造、凝集状態などを統合的に解析。その結果、主要成分ではないRebCとRebDが、RebA・RebBを正しい集合構造へ導く「案内役」として働くことを発見した。特にRebCは完成体にはほぼ取り込まれず、形成過程を助け、RebDは少量の構造成分として規則的なラメラ構造を支える。これはタンパク質マシンの機能が最終形状だけでなく組み立て経路によって決まることを示すもので、環境刺激に応答するタンパク質材料や微小ロボット用アクチュエータへの応用が期待される。

50倍に伸びるタンパク質リボンの組み立てルートを解明~「隠れた立役者」がタンパク質マシンの組み立てルートを決める~
図1. タンパク質リボンR-bodyのpH応答変形

<関連情報>

アセンブリ経路の制御がRボディタンパク質機構におけるpH応答性アクチュエーションを決定する Assembly-Pathway Regulation Dictates pH-Responsive Actuation in the R-Body Protein Machinery

Koki Date;Kosuke Kikuchi;Tatsuya Niwa;Hironari Kamikubo;Sota Masumura;Thuc Toan Pham;Keiichi Okisawa;Hideki Taguchi;Takafumi Ueno
Biomacromolecules  Published:September 18, 2026
DOI:https://doi.org/10.1021/acs.biomac.6c01332

Abstract

Refractile bodies (R-bodies) are protein assemblies that form intracellular rolls and extend into spirals in response to environmental stimuli. Type 51 R-body assembles from four Reb proteins and undergoes rapid, repeatable ∼50-fold extension. Although R-bodies were described more than 70 years ago, the roles of RebC and RebD remained unclear, whereas RebA and RebB are proposed as major components. Here, we characterize the wild-type R-body (Rb_WT) and reb gene knockout mutants using integrated biophysical analyses. RebD was incorporated as a minor component, whereas RebC was not detectably incorporated into the final assembly. Mutants lacking RebA or RebB formed rolls but lost pH-dependent extension and the ordered lamellar architecture characteristic of Rb_WT. In contrast, mutants lacking RebC and/or RebD exhibited reduced roll formation and formed β-sheet-rich aggregation. Thus, pH-responsive actuation is dictated not simply by major architectural components alone, but by a regulated assembly pathway that builds the ordered lamellar architecture.

生物化学工学
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました