| Project/Area Number |
05858091
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Research Field |
Biophysics
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
四方 哲也 大阪大学, 工学部, 助手 (00222399)
|
|---|
| Project Period (FY) |
1993
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 1993)
|
| Budget Amount *help |
¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 1993: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
|
|---|
| Keywords | ランダム突然変異 / 酵素 / 配列空間 / カタラーゼ |
|---|
| Research Abstract |
酵素の進化はその配列空間上の運動におきかえられる。活性や安定性などの性質は、進化過程で最適化されてきた、つまりそれぞれの空間上の山を登ってきたのたろうか。本研究では、この質問に答えるために、現在の酵素の配列空間上の位置、及びまわりの地形の情報を得た。方法としては、亜硝酸法を用いて、現在の酵素遺伝子にランダムに突然変異を導入した。そして、与えられた変異型酵素を統計的集団として解析し、地形や、天然酵素の最適化度を知った。天然酵素はB.stearothermophilusの耐熱性カタラーゼを用いた調べる性質は、熱安定性、カタラーゼ活性とペルオキシダーゼ活性とした。その結果、配列空間上の地形として、現在の天然酵素は、熱安定性に関しては、山の上部(1.95delta)に存在していた。しかし、カタラーゼ活性では中上部(0.56delta)、ペルオキシダーゼ活性では中部(-0.06delta)であった。言い換えると、熱安定性は進化的によく最適化されているが、酵素活性は、ほとんど最適化されていないことがわかった。このことは、熱安定性は、アミノ酸置換では、これ以上改変することが難しいが、酵素活性に関しては容易であることを示していた。実際、酵素活性に関しては、10倍ほどにその活性が上昇した変異型酵素が取得された。さらに、得られたアミノ酸配列空間上の地形の情報を使って、2回目の変異操作での改変するターゲットとしてペルオキシダーゼ活性を選ぶことができた。
|
