Elongation Factor Tuのコンフォメーション変化を見る　Elongation Factor Tuの例

1.　Elongation Factor TuのGTPアナログ複合体と、GDP複合体の重ね合わせ

Elongation Factor Tu (EF-Tu) のGTPアナログGNP(GDPNP)が結合しているGTP結合型（Magenta）とGDP結合型（Cyan）の２つの構造をAuto-Fit機能により重ね合わせました（図２）。EF-Tuは、GTP結合部位を含むドメイン１とβバレルのドメイン２及びドメイン３の３つのドメインから構成されます（図１）。GTP結合型とGDP結合型では、ドメイン２及びドメイン３の配置が大きく異なるのがわかります。

Elongation Factor Tuは、GTPアナログが結合した状態(1EFT)とGDPが結合した状態(1TUI)の構造が決定されています。

これら２つの立体構造を重ね合わせることにより、GTP結合型とGDP結合型のコンフォメーション変化をわかりやすく表示することができます。また、構造比較により、コンフォメーションが異なる部分を検出することができます。

図１　EF-TuのGTPアナログのGNP(GDPNP)複合体 (1EFT)を左に、GDP複合体(1TUI)を右に示す。２つの構造をAuto-Fit機能により重ね合わせた後、併置して表示。

図２　GTP結合型(Magenta)とGDP結合型(Cyan)の重ね合わせ。

3.　GTP結合ドメイン内のコンフォメーション変化

次に、この変化を引き起こすGTPを結合するドメイン１で、

コンフォメーションが変化している部分（図4A、白丸で囲んだ領域）を同定します。ここでは、Structure Comparisonの結果から、ドメイン１でアミノ酸残基のCαが2.0Åよりも離れている構造を検出しました。K52-I63の12残基およびC82-A97の

16残基に相当します（図4B）。 図4BでGTP結合型（左）では

ヘリックスになっているK52-I63の青の部分が、GDP結合型（右）ではβストランドを形成して、ドメイン３の方へ伸びているのがわかります。C82-Q98の部分も、ヘリックスの位置が変化しています。

図4B: ドメイン１内でコンフォメーションが変化した部分(K52-I63およびC82-Q98)をK52-I63およびC82-Q98とGNP, GDPをWorkspaceに取り出して表示。

コンフォメーション変化を切替え表示で

GTP結合型とGDP結合型の図を切替えて表示するとコンフォメーション変化が把握しやすくなります。ここでは、変化の様子をわかりやすく示すため、２つの図から動画を作成しました。再生してご覧下さい。

Waals 2013 チュートリアルでは、２つのファイルを開いてから重ね合わせ、切替え表示、動画にするまでの手順を詳しくご紹介しています。ご参照下さい。 

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図4A: GTP結合型（左）とGDP結合型（右）を重ね合わせた後併置したもの。ドメイン１内では白丸で囲んだ領域のコンフォメーションが変化している。

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INDEX

GDP

GNP

K52

K52

A97

A97

I63

I63

C82

C82

Domain I

Domain I

II

II

III

III

Domain I

Domain I

II

II

III

III

Domain I

Domain I

II

II

III

III

分子病態解析での使用例　変異による立体構造への影響を調べる

ダイマーインタフェースを抽出する　β-Hexosaminidase Bの例

PDBデータの向きを揃える　Protein Kinase Aの例１

阻害剤との結合様式を比較する　Protein Kinase Aの例２

コンフォメーション変化を見る　EF-Tuの例

阻害剤との相互作用を調べる　PP1と阻害剤Calyculinの例

Bファクターで比較する　α-Galactosidaseの例

Auto-Fitで自動的に立体構造を重ね合わせる　▶

動画を作成する　▶

2.　ドメイン２の位置はどのくらい変化するか？

大きく動いているように見えるドメイン２の位置はどのくらい違うのでしょうか。ここでは、ドメイン２のGly233の距離を測定しました。GTP結合型（Light Red）とGDP結合型（Light Blue）のGly233のCαの距離は、45.43Åでした。ドメイン２の位置が大きく動いているのがわかります。

重ね合わせた状態で残基間の距離を測定すれば、動いた距離を数値で示すことができます。

距離を測定する　▶

図３　GTP結合型(Light Red)とGDP結合型(Light Blue)を併置した時のGly233の位置（左）と重ね合わせた時の距離（右）。

立体構造を比較する「Structure Comparison」　▶

画面の分割と切り替え　▶

複数のPDBデータを使うときは、画面の分割・切り替えが便利です。

複数の図から動画を作成できます。

好きなスタイルや色で図を作成

全体を二次構造の色分け表示にし、ドメイン１でコンフォメーションが変化した領域を緑で示しています。

取り出して表示する「ワークスペース機能」　▶

A

B