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コラーゲン超分子構造の発現の解明とモデルペプチドを用いた検証

Research Project

Project/Area Number 18054017
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

奥山 健二  Osaka University, 大学院・理学研究科, 教授 (30038020)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 川口 辰也  大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教 (10314353)
本郷 千鶴  大阪大学, 理学研究科, 特任研究員 (10418767)
Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥6,000,000 (Direct Cost: ¥6,000,000)
Fiscal Year 2007: ¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000)
Fiscal Year 2006: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Keywordsコラーゲン / 繊維形成 / 三重らせん構造 / D-スタッガー / ミクロフィブリル / 超分子構造 / 高次構造
Research Abstract

コラーゲン分子は会合して繊維を形成する際に、隣の分子と分子軸方向に67nm(D-stagger)だけズレて会合する。このズレは、X線小角回折でも30〜40次の子午線反射として観測されるほど厳密なものである。本研究では、このズレの形成機構をコラーゲンのアミノ酸配列と我々が最近明らかにしたコラーゲン分子の平均構造に基づき解明する。本年度の成果は以下の通りである。
1、ヒトのI,II,III型コラーゲンに対して、アミノ酸配列中の荷電アミノ酸残基(Lys,Arg,Glu,Asp)のCβ炭素上に、対応する電荷(+1 or -1)を与え、我々が提案している7/2-helix構造に基づきCβ炭素の3次元座標を求めた。このようにして作ったコラーゲン分子2つを、平行に揃えた状態から5残基ずつ分子軸方向にずらせながら、各配置における分子間静電相互エネルギーを求めた。その結果、ホモトライマー([α1(I)]_3,[α1(II)]_3,[α1(III)]_3)では、1D(235残基=67nm)の時に最も安定であることを、明確に示すことが出来た。
2、コラーゲン分子間相互作用では疎水相互作用も重要である。Leu側鎖間の疎水相互作用を始めてモデルペプチドの高分解解析から明らかにした。また、コラーゲン分子中で出現頻度の高いLeu-Hyp-Gly配列におけるLeu側鎖は、(+)gauche-trans構造しか取り得ず、棒状のコラーゲン分子からLeu側鎖は突き出ており、分子間相互作用に最適であることを示した。

Report

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

    (12 results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] 7/(2)-helical model for collagen-Evidence from native collagen and model peptides-2008

    • Author(s)
      Okuyama, K.
    • Journal Title

      Recent Trends in Collagen 2008

      Pages: 10-19

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Journal Article] Revisiting the molecular sturcture of collagen2008

    • Author(s)
      Okuyama, K.
    • Journal Title

      Connective Tissue Research (in press)

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Unique side chain conformation of a Leu residue in a triple-helical structure2007

    • Author(s)
      Okuyama, K., et. al.
    • Journal Title

      Biopolymers 36

      Pages: 212-221

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Conformation of alloHyp in the Y position in the Host-Guest Peptide with the Pro-Pro-Gly sequence2006

    • Author(s)
      Jiravanichanum, J., et al.
    • Journal Title

      Biopolymers 81

      Pages: 225-233

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Threonine in collagen triple-helical structure2006

    • Author(s)
      Jiravanichanum, J., et al.
    • Journal Title

      Polymer J. 38

      Pages: 400-403

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Revision of collagen molecular structure2006

    • Author(s)
      Okuyama, K., et al.
    • Journal Title

      Biopolymers 84

      Pages: 181-191

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Helical twist of collagen model peptides2006

    • Author(s)
      Okuyama, K., et al.
    • Journal Title

      Biopolymers 84

      Pages: 421-432

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] モデルペプチドの高分解能解析から分かった天然コラーゲンの分子構造2006

    • Author(s)
      奥山健二
    • Journal Title

      生産と技術 58

      Pages: 51-53

    • NAID

      40007406842

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] コラーゲンの分子構造 -まだ、教科書のRich & Crick構造を信じますか-2006

    • Author(s)
      奥山健二
    • Journal Title

      現代化学 8月号

      Pages: 25-30

    • NAID

      40007327489

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] Understanding of D-stagger in collagen fibers2007

    • Author(s)
      Okuyama, K.
    • Organizer
      7th Pan Connective Tissue Societies Symposium
    • Place of Presentation
      Shangri-La Resort, Cairns, Australia
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Understanding of D-stagger in collagen fibers based on the 7/2-helical structure and amino acid sequence2007

    • Author(s)
      Okuyama, K.
    • Organizer
      The 8th Conference of the Asian Crystallographic Association
    • Place of Presentation
      Taipei, Taiwan
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] アテロコラーゲンの小角X線回折2007

    • Author(s)
      金 海哲、奥山健二
    • Organizer
      日本結晶学会年会
    • Place of Presentation
      東京工業大学、東京
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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

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