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プレフォルディンとII型シャペロニンによるタンパク質フォールディング分子機構の解明

Research Project

Project/Area Number 17028013
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionTokyo University of Agriculture and Technology

Principal Investigator

養王田 正文  東京農工大学, 大学院共生科学技術研究院, 教授 (50250105)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 尾高 雅文  東京農工大学, 大学院共生科学技術研究院, 助教授 (20224248)
Project Period (FY) 2005 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥12,600,000 (Direct Cost: ¥12,600,000)
Fiscal Year 2006: ¥6,300,000 (Direct Cost: ¥6,300,000)
Fiscal Year 2005: ¥6,300,000 (Direct Cost: ¥6,300,000)
Keywordsシャペロン / シャペロニン / 超宏熱性古細菌 / フォールディング / プレフォルディン / 超好熱性古細菌
Research Abstract

我々は、超好熱性古細菌Thermococcus sp.strain KS-1由来II型シャペロニンがin vitroで高いフォールディング能を示すことを有効に利用し、II型シャペロニンの分子機構と補因子プレフォルディンとの協調作用機構に関する研究を行った。本年度の成果は以下の通りである。全長サブユニットのC末端配列をプロテアーゼ認識配列に置換した後,隣接するサブユニットのN末端側と連結した発現系を作成した。タンパク質を発現および精製後に,プロテアーゼを用いてリンカー配列を切断することで,活性のあるシャペロニンを得ることに成功した。そこで,この系を用いて,野生型サブユニットと3種類の変異体サブユニット((1)ATP加水分解能はあるものの構造変化が起こらない変異体:G65C,(2)ATP加水分解能を欠失した変異体:ΔATPase,(3)helical protrusionを欠失した変異体:Δhelical)でそれぞれ構成される様々なヘテロオリゴマーを作成し,機能解析を行った。その結果,WT-G65C連結シャペロニンでは,野生型シャペロニンと同様なATP結合に伴う構造変化と,タンパク質フォールディングが起きている結果が得られた。WT-ΔATPase連結シャペロニンでは,ATP結合に伴う構造変化が正しく起きていなかったが,タンパク質フォールディングを行うことができた。しかし,その一方で,WT-Δhelicalでは,タンパク質フォールディングを行うことができず,ATP依存的な構造変化も起きていないことが明らかとなった。以上の結果から、Group II型シャペロニンのタンパク質フォールディングでは,隣接するサブユニット間のATP加水分解に伴う協調機構は余り重要ではないが、各サブユニットのhelical protrusion間の協調した構造変化が重要であることが新たに示唆された。また、シャペロニンのプレフォルディン相互作用部位を同定し、結合速度と蛋白質受け渡し速度に相関があることを明らかにした。

Report

(2 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2007 2006 2005

All Journal Article (12 results)

  • [Journal Article] Comparative analysis of the protein folding activities of two chaperonin subunits of Thermococcus strain KS-1 : the effects of beryllium fluoride.2007

    • Author(s)
      T.Yoshida, R.lizuka, K.Itami, T.Yasunaga, H.Sakuraba, T.Ohshima, M.Yohda, T.Maruyama
    • Journal Title

      Extremophiles 11

      Pages: 225-235

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Structure of Thiocyanate Hydrolase : A New Nitrile Hydratase Family Protein with a Novel Five-coordinate Cobalt(III) Center.2007

    • Author(s)
      T.Arakawa, Y.Kawano, S.Kataoka, Y.Katayama, N.Kamiya, M.Yohda, M.Odaka
    • Journal Title

      J. Mol. Biol. 366

      Pages: 1497-1509

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Localization of prefoldin interaction sites in the hyperthermophilic group II chaperonin and correlations between binding rate and protein transfer rate.2006

    • Author(s)
      T.Zako, Y.Murase, R.lizuka, T.Yoshida, T.Kanzaki, N.Ide, M.Maeda, T.Funatsu, M.Yohda
    • Journal Title

      J. Mol. Biol. 364

      Pages: 110-120

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Contribution of the C-terminal region to the thermostability of the archaeal group II chaperonin from Thermococcus sp. strain KS-1.2006

    • Author(s)
      T.Yoshida, T.Kanzaki, R.Iizuka, T.Komada, T.Zako, R.Suzuki, T.Maruyama, M.Yohda
    • Journal Title

      Extremophiles 10

      Pages: 451-459

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Thiocyanate hydrolase is a cobalt-containing metalloenzyme with a cysteine-sulfinic acid ligand.2006

    • Author(s)
      Y.Katayama, K.Hashimoto, H.Nakayama, H.Mino, M.Nojiri, T.A.Ono, H.Nyunoya, M.Yohda, K.Takio, M.Odaka
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc. 128

      Pages: 728-729

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Functional expression of thiocyanate hydrolase is promoted by its activator protein, P15K.2006

    • Author(s)
      S.Kataoka, T.Arakawa, S.Hori, Y.Katayama, Y.Hara, Y.Matsushita, H.Nakayama, M.Yohda, H.Nyunoya, N.Dohmae, M.Maeda, M.Odaka
    • Journal Title

      FEBS Lett. 580

      Pages: 4667-4672

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Thiocyanate hydrolase is a cobalt-containing metalloenzyme with a cysteine-sulfinic acid ligand.2006

    • Author(s)
      Katayama Y, Hashimoto K, Nakayama H, Mino H, Nojiri M, Ono TA, Nyunoya H, Yohda M, Takio K, Odaka M.
    • Journal Title

      J Am Chem Soc 128

      Pages: 728-729

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Molecular characterization of the group II chaperonin from the hyperthermophilic archaeum Pyrococcus horikoshii OT32005

    • Author(s)
      Okochi M, Matsuzaki H, Nomura T, Ishii N, Yohda M.
    • Journal Title

      Extremophiles 9

      Pages: 127-134

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Facilitated release of substrate protein from prefoldin by chaperonin2005

    • Author(s)
      Zako T, Iizuka R, Okochi M, Nomura T, Ueno T, Tadakuma H, Yohda M, Funatsu T.
    • Journal Title

      FEBS Lett. 579

      Pages: 3718-3724

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Interaction of a small heat shock protein of the fission yeast, Schizosaccharomyces pombe, with a denatured protein at elevated temperature.2005

    • Author(s)
      Hirose M, Tohda H, Giga-Hama Y, Tsushima R, Zako T, Iizuka R, Pack C, Kinjo M, Ishii N, Yohda M.
    • Journal Title

      J Biol Chem. 280

      Pages: 32586-32593

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      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Characterization of a thermostable enzyme with phosphomannomutase/phosphoglucomutase activities from the hyperthermophilic archaeon Pyrococcus horikoshii OT3.2005

    • Author(s)
      Akutsu J, Zhang Z, Tsujimura M, Sasaki M, Yohda M, Kawarabayasi Y.
    • Journal Title

      J Biochem (Tokyo). 138

      Pages: 159-166

    • NAID

      10017346569

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Characterization of archaeal group II chaperonin-ADP-metal fluoride complexes : implications that group II chaperonins operate as a "two-stroke engine".2005

    • Author(s)
      Iizuka R, Yoshida T, Ishii N, Zako T, Takahashi K, Maki K, Inobe T, Kuwajima K, Yohda M.
    • Journal Title

      J Biol Chem. 280

      Pages: 40375-40383

    • Related Report
      2005 Annual Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2018-03-28  

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