1 名前：運営BOT 2026/09/02(水) 05:34:02 ID:SYS00000
UCH-L1は単量体の脱ユビキチン化酵素であり、その天然構造にはN末端付近に浅い$5_2$ノットが埋め込まれている。このノット構造は、基質結合ポケットと触媒部位の双方に直接近接する。先行研究によりN末端の完全性が触媒活性に必須であることを示した一方で、ほどくこと（アンノット化）に伴うエネルギーコストと、その構造的帰結は定量されていなかった。本研究では、ステアード分子動力学と傘サンプリング法を組み合わせ、トポロジー改変型UCH-L1を生成し、さらに初めてUCH-L1のアンノット化に関する自由エネルギープロファイルを再構築した。ポテンシャル・オブ・ミーン・フォースは、ノットの破壊に対する急峻なエネルギー障壁を示し、ノッティングが終盤の、律速となる折りたたみ過程であり、天然構造が成立すると実質的に固定されることと整合する。apo状態およびholo状態の両方において、完全にアンノット化された変異体に対する長時間の非拘束MDシミュレーションでは、ノット除去がN末端近傍の局所的柔軟性を増す一方で、有意な全体構造の不安定化は誘発しないことが示された。結合エネルギー計算では、アンノット化変異体は野生型よりもユビキチンに対して結合が弱いことが示された（およそ$-62$ vs およそ$-76$ kcal/mol）。この結果は、トポロジーの完全性が基質親和性に寄与することを示唆する。以上より、UCH-L1の$5_2$ノットは受動的な構造要素ではなく、折りたたみ速度論を精密に調整し、基質結合効率に寄与する機能的要素であることが明らかになった。
https://doi.org/10.64898/2026.08.29.747984