Elucidation of mobile loop functions in food-related enzymes

• Project/Area Number: 21380064
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Applied biochemistry
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: MIKAMI Bunzo 京都大学, 大学院・農学研究科, 教授 (40135611)
• Project Period (FY): 2009 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000); Fiscal Year 2011: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2010: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2009: ¥10,140,000 (Direct Cost: ¥7,800,000、Indirect Cost: ¥2,340,000)
• Keywords: タンパク質工学 / 応用構造生物学 / X線結晶構造解析 / 酵素反応機構 / 酵素 / タンパク質構造変化 / フレキシブルループ / 酵素反応 / 構造生物学

Research Abstract

The functions of proteins are usually expressed by conformational changes in loop regions. We have investigated the mobile loops in food-related enzymes that are used in food industry. The mobile loops in the active sites of.-amylase and alginate lyase that are important for incorporation of substrate and release of product are analyzed by X-ray crystal analyses of their mutant enzymes. In order to reveal the enzyme mechanism of protein-glutaminase, a mutant of pro protein-glutaminase(A47Q) was prepared. It was found that the mutated Gln47 formed Michaelis complex and S-acyl covalent intermediate with a catalytic cysteine residue.

Research Products

• [Journal Article] Induced fit motion of a lid loop involved in catalysis of alginate lyase A1 III (2012)
  • Author(s): Mikami B., Ban M., Suzuki S., Yoon HY., Miyake O, Yamasaki M., Maruyama Y., Hashimoto W., Murata K
  • Journal Title: Acta Crystallogr. Sect D Biol. Cryst Volume: (in press)
  • NAID: 120004920434
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Crystallization and preliminary X-ray analysis of alginate importer from Sphingomonas sp (2012)
  • Author(s): Maruyama Y., Itoh T., Nishitani Y., Mikami B., Hashimoto W., Murata K
  • Journal Title: A1. Acta Crystallogr. Sect. F Struct. Biol. Cryst. Commun Volume: 68 Issue: 3 Pages: 317-320
  • DOI: 10.1107/s1744309112001893
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] X-ray structures of transferrins and related proteins (2011)
  • Author(s): Mizutani K., Toyoda M., Mikami B
  • Journal Title: Biochim Biophys Acta Volume: 1820 Issue: 3 Pages: 203-211
  • DOI: 10.1016/j.bbagen.2011.08.003
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Crystal structures of protein glutaminase and its pro forms converted into enzyme-substrate complex (2011)
  • Author(s): Hashizume R., Maki Y., Mizutani K., Takahashi N., Matsubara H., Sugita A., Sato K., Yamaguchi S., Mikami B
  • Journal Title: J. Biol. Chem Volume: 286 Issue: 44 Pages: 38691-38702
  • DOI: 10.1074/jbc.m111.255133
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The crystal structure of SDR-type pyridoxal 4-dehydrogenase of Mesorhizobium loti. (2011)
  • Author(s): Chu H.N., Mikami B., 他2名
  • Journal Title: Biosci.Biotechnol.Biochem. Volume: 75 Pages: 388-390
  • NAID: 10027898248
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Expression, purification and preliminary crystallization of amaranth 11S proglobulin seed storage protein from Amaranthus hypochondriacus L. (2010)
  • Author(s): Tandang-Silvas M.R., Mikami B., 他5名
  • Journal Title: Acta Cryatallogr.Sect.F Volume: 66 Pages: 919-922
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] High-throughput construction of expression system using yeast Pichia pastoris, and its application to membrane proteins. (2010)
  • Author(s): Mizutani K., Mikami B., 他3名
  • Journal Title: Protein Expr.Purif. Volume: 77 Pages: 1-8
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] (2010)
  • Author(s): 三上文三, 丸山伸之, 内海成
  • Journal Title: 大豆のすべて (喜多村啓介他編集) 第4章2節2 グロブリンタンパク質(サイエンスフォーラム) Pages: 115-121
• [Presentation] X線結晶構造解析によるダイズβ-アミラーゼの反応機構の解明 (2012)
  • Author(s): 三上文三, 他5名
  • Organizer: 2012年度農芸化学会大会
  • Place of Presentation: 京都女子大学
  • Year and Date: 2012-03-24
• [Presentation] X線結晶構造解析によるダイズβ-アミラーゼの反応機構の解明 (2012)
  • Author(s): 三上文三、奥村覚二、山田壮介、安達基泰、水谷公彦、高橋延行
  • Organizer: 日本農芸化学会2012年度大会
  • Place of Presentation: 京都女子大学
  • Year and Date: 2012-03-24
• [Presentation] プロ酵素の変異体(A47Q)の構造に基づいたプロテイングルタミナーゼの触媒機構の解明 (2011)
  • Author(s): 牧由起子, 他8名
  • Organizer: 第11回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: ホテル阪急エキスポパーク(大阪府)
  • Year and Date: 2011-06-09
• [Presentation] 結晶構造に基づくプロテイングルタミナーゼの酵素機能解析 (2011)
  • Author(s): 牧由起子, 他7名
  • Organizer: 2011年度農芸化学会大会
  • Place of Presentation: 京都女子大学
  • Year and Date: 2011-03-27
• [Presentation] 結晶構造に基づくβ-アミラーゼの活性部位ループの機能解析 (2011)
  • Author(s): 三上文三, 他3名
  • Organizer: 2011年度農芸化学会大会
  • Place of Presentation: 京都女子大学
  • Year and Date: 2011-03-26
• [Presentation] 結晶構造に基づいたアミラーゼの触媒機能の解明 (2010)
  • Author(s): 三上文三
  • Organizer: 第11回関西グライコサイエンスフォーラム
  • Place of Presentation: 大阪市立大学
  • Year and Date: 2010-05-15
• [Presentation] 結晶構造に基づいたアミラーゼの触媒機能の解明 (2010)
  • Author(s): 三上文三
  • Organizer: 第11回関西グライコサイエンスフォーラム
  • Place of Presentation: 大阪市立大学学術情報総合センター
  • Year and Date: 2010-05-15
• [Presentation] ダイズβ-アミラーゼのフレキシブルループ変異体の結晶構造 (2010)
  • Author(s): 三上文三, 他3名
  • Organizer: 2010年度農芸化学会大会
  • Place of Presentation: 東京大学
  • Year and Date: 2010-03-28
• [Presentation] Protein-glutaminaseのX線結晶構造解析と作用機序の解明 (2009)
  • Author(s): 橋爪亮太, 他6名
  • Organizer: 第56回日本生化学会近畿支部例会
  • Place of Presentation: 大阪医科大学
  • Year and Date: 2009-07-18
• [Presentation] Protein-glutaminase のX線結晶構造解析と作用機序の解明 (2009)
  • Author(s): 橋爪亮太, 他
  • Organizer: 生化学会近畿支部
  • Place of Presentation: 大阪府高槻市大阪医科大学
  • Year and Date: 2009-07-18
• [Book] 第4章2節グロブリンタンパク質 (2010)
  • Author(s): 三上文三、丸山伸之、内海成、大豆のすべて(喜多村啓介他編集)
  • Publisher: サイエンスフォーラム
• [Remarks]
  • URL: http://www.structure.kais.kyoto-u.ac.jp/http://www.structure.kais.kyoto-u.ac.jp/http://www.structure.kais.kyoto-u.ac.jp/http://www.structure.kais.kyoto-u.ac.jp/http://www.structure.kais.kyoto-u.ac.jp/
• [Remarks]
  • URL: http://www.structure.kais.kyoto-u.ac.jp/
• [Remarks]
  • URL: http://www.structure.kais.kyoto-u.ac.jp/