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網羅的変異解析に基づく新規プロリン異性化酵素の発掘と創製

Research Project

Project/Area Number 18031009
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionTokyo Medical and Dental University

Principal Investigator

伊倉 貞吉  Tokyo Medical and Dental University, 大学院・疾患生命科学研究部, 准教授 (50251393)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥5,000,000 (Direct Cost: ¥5,000,000)
Fiscal Year 2007: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
KeywordsPPIase / バルナーゼ / 基質結合部位 / FKBP / プロリン異性化酵素 / 酵素活性 / FKBP12 / 主鎖構造 / 蛋白質 / データベース検索 / プロリルエンドペプチダーゼ / 活性部位
Research Abstract

タンパク質を構成するアミノ酸残基の中でプロリン残基は、その直前の残基とのペプチド結合(X-Pro)に関して、トランスもシスも容易に取りうる点で特異な残基である。近年、このX-Proの構造異性化が、プロリン異性化酵素(PPIase)により制御され、様々な生理活性に活用されている事が明らかになってきた。ところが、PPIaseの機能に関しては、「そもそも、なぜX-Proの構造異性化機能をもつのか?」という基本問題に対してさえ明確に答えられないのが現状である。そこで、私は、PPIaseの酵素活性に注目し、基質結合部位に導入した網羅的変異を手がかりに、PPIaseが酵素活性を発現するのに必要な条件を解析してきた。その結果、PPIase活性の発現には側鎖の関与は必ずしも必要とされず、適当なサイズのポケットだけがあれば発現される機能であると推察するに至っれ。この推察を確かめるため、本研究では、PPIase活性を示さないタンパク質としてバルナーゼ用い、アミノ酸残基置換により人為的にポケットを作成し、PPIase活性の発現を調べた。その結果、Phe56Gly/Arg59Gly/His102Tyr/Tyr103Glyの四重変異により、ポケットを導入したバルナーゼは、野生型FKBPの約4%の活性を示すことがわかった。このようにして、適当なサイズのポケットが存在することがPPIase活性発現に必要十分であることが実際に確認された。そこで、これらの実験結果に基づき、新たにPPIase活性発現機構モデルを提案した。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2008 2007 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] A cavity with an apppropriate size is the basis of the PPIase activity.2008

    • Author(s)
      Ikura. T., Kinoshita, K., Ito, N.
    • Journal Title

      Protein Engineering, Design, and Selection 21

      Pages: 83-89

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Requirements for peptidyl-prolyl isomerization activity: A comprehensive mutational analysis of the substrate-binding cavity of FK506-binding protein 12.2007

    • Author(s)
      Ikura, T., Ito, N.
    • Journal Title

      Protein Science 16

      Pages: 2618-2625

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crystal structural analysis of barnase-barstar interaction destabilized by a mutation.

    • Author(s)
      Urakubo, Y., Ikura, T., Ito, N.
    • Journal Title

      Protein Science (印刷中)

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] プロリン異性化酵素活性をもつ蛋白質の発掘2007

    • Author(s)
      伊倉貞吉, 木下賢吾, 伊藤暢聡
    • Organizer
      第7回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター
    • Year and Date
      2007-05-23
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

URL: 

Published: 2006-04-01   Modified: 2018-03-28  

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