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B12酵素とその分子シャペロン様再活性化因子との超分子複合体の立体構造解析

Research Project

Project/Area Number 18054023
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

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

Principal Investigator

虎谷 哲夫  Okayama University, 大学院・自然科学研究科, 教授 (70026318)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 森 光一  岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 助教 (50379715)
Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥6,400,000 (Direct Cost: ¥6,400,000)
Fiscal Year 2007: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Fiscal Year 2006: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Keywordsラジカル酵素 / B12補酵素 / ジオールデヒドラターゼ / グリセロールデヒドラターゼ / 再活性化因子 / 分子シャペロン / 超分子複合体 / 立体構造 / メチオニンシンターゼ
Research Abstract

我々は不活性化されたB_<12>補酵素関与ジオールデヒドラターゼ(DD)ホロ酵素を再活性化するDD再活性化因子(DDR)を発見し、生化学的および結晶構造学的解析を行って作用機作を明らかにしてきた。本研究では、DDおよびDDRの結晶構造解析の結果からDD-DDR複合体の形成に重要であると予測されるアミノ酸残基に変異を導入した変異型蛋白質の作成と機能解析、ATPアナログ結合型DDRの結晶構造解析、DD-DDR超分子複合体の結晶化、の3点について研究を行った。まず、変異型DDRと野生型DDを共発現した大腸菌の透過性菌体の系を用いて、グリセロールで不活性化されたDDの再活性化を調べた結果とDDおよびDDRの立体構造から、DD-DDR複合体中ではDDRのGluβ31に代わって、DDのGluβ97がMg^<2+>を介してDDRαサブユニットと相互作用し、DDRβサブユニットの解離が起こることが示唆された。また、グリセロールデヒドラターゼ(GD)およびGD再活性化因子(GDR)の精製蛋白質も用いて調べたところ、DDRはGDを再活性化できるが、GDRはDDを再活性化できないという再活性化因子の特異性は酵素との複合体形成能によって決定されていることが強く示唆された。これは立体構造に基づく両者の接触面積の計算結果からも支持された。よって、再活性化には安定な酵素一再活性化因子複合体の形成が不可欠であると結論できた。先に、ADP結合型DDRの立体構造を報告したが、再活性化の分子機構解明のためにはATP結合型の構造解析が必要である。今回は、ATP-y-S結合型DDRについて約3Åの分解能で結晶構造解析に成功した。さらに、DD-DDR超分子複合体の構造解析のために、複合体形成の過程で解離するDDRβサブユニットを系外へ除くことにより複合体を安定化し、結晶化を試みたが、結晶は得られなかった。

Report

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

    (12 results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] 酵素科学と理論化学との連携 -酵素研究の新しいパラダイムを求めてー2008

    • Author(s)
      虎谷 哲夫
    • Journal Title

      生化学 80(2)

      Pages: 132-138

    • NAID

      10021191011

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    • Author(s)
      Kinoshita K
    • Journal Title

      Biochemistry 47(10)

      Pages: 3162-3173

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    • Author(s)
      Kajiura H
    • Journal Title

      FEBS Journal 274(21)

      Pages: 5556-5566

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Computational mutation analysis of hydrogen abstraction and radical rearrangement steps in the catalysis of coenzyme B 12-dependent diol dehydratase2007

    • Author(s)
      Kamachi T
    • Journal Title

      Chem. Eur. J 13(28)

      Pages: 7864-7873

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  • [Journal Article] Construction and Characterization of Hybrid Dehydratases between Adenosylcobalamin-dependent Diol and Glycerol Dehydratases2007

    • Author(s)
      Sakai T
    • Journal Title

      Journal of Nutritional Science and Vitaminology (In press)

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    • Author(s)
      Kawata M
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry 281(27)

      Pages: 18327-18334

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      Yamada K
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 103(25)

      Pages: 9476-9781

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    • Author(s)
      Kozlowski PM
    • Journal Title

      Angewante Chemie International Editoin 46(6)

      Pages: 980-983

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      森 光一
    • Organizer
      特定領域研究「生体超分子構造」第4回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪府豊中市
    • Year and Date
      2007-12-19
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      稗田 直樹
    • Organizer
      第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会合同大会
    • Place of Presentation
      神奈川県横浜市
    • Year and Date
      2007-12-11
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    • Author(s)
      森 光一
    • Organizer
      2007年度酵素・補酵素研究会
    • Place of Presentation
      岡山県倉敷市
    • Year and Date
      2007-11-09
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      森 光一
    • Organizer
      特定領域研究「生体超分子の構造形成と機能制御の原子機構」第3回ワークショップ
    • Place of Presentation
      静岡県熱海市
    • Year and Date
      2007-07-12
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Published: 2006-04-01   Modified: 2018-03-28  

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