| Project/Area Number |
19K05530
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 34020:Analytical chemistry-related
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| Research Institution | Yokohama City University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | 水素ラジカル / ジスルフィド結合 / タンパク質化学 / タンパク質 / 酸加水分解 / 質量分析 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、複数のジスルフィド（S-S）結合を有するタンパク質のアミノ酸配列およびS-S結合部位を決定できる手法を確立する。S-S結合はタンパク質の機能と直接関連する高次構造を安定化させ酵素消化にも耐性を与えるため、S-S結合含有のペプチドやタンパク質製剤にも利用される重要な製薬技術の一つである。しかし、その安定性のためにアミノ酸配列解析など分析が困難であった。本研究は、これまで申請者が基礎研究を行ってきた水素ラジカルの特異的分解反応の機構と特性を基盤とし、S-S結合含有タンパク質の迅速分析を可能にする技術を提出する。
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| Outline of Final Research Achievements |
Disulfide-bridged (S-S) containing proteins bovine alpha-lactoalbumin (aLA) and beta-lactoglobulin (bLG) have been examined by hydrogen radicals produced by ultraviolet laser photons, and showed residue specific flexible cleavage at the Asp/Asn/Cys/Ser/Gly residues. Furthermore, evolutionarily homologous proteins aLA and hen egg-white lysozyme (HEL) having very similar secondary and tertiary structures. The treatment of aLA and HEL with DTT/AcOHNH3 resulted in similar degradation behaviors of the backbone N-C and S-S bonds. However, the treatment of aLA with acetic acid and trifluoroacetic acid resulted in unexpected residue-specific degradation at the peptide bond of the Asp, Ser/Thr, Gln and Gly residues, while HEL did not occur such degradation. The study demonstrates the sensitive and resistant of evolutionary homologous proteins aLA and HEL to the acid hydrolysis coming from acidic and basic nature of the proteins.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
タンパク質は生体を形作る最も重要な物質であり、その性質や反応特性を知ることは健康維持の科学的知識として必須である。本研究課題である、複数のジスルフィド結合を持つタンパク質の分析手法の開発では、先端の質量分析技術を用い、当該タンパク質のアミノ酸配列と分解特性を迅速に行うことに成功した。すなわち、数分のうちに当該タンパク質の80残基以上のアミノ酸配列を決定できた。また４本のジスルフィド結合を有する牛乳由来のアルファラクトアルブミンは酢酸など酸性試薬に対し分解耐性が低く容易に分解したが、卵白由来のリゾチームは強い耐性を示し種々環境下でもその抗菌活性を維持し得る性質を持ちうることが判明した。
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