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De novo design of binuclear metalloproteins

Research Project

Project/Area Number 22550150
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Chemistry related to living body
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

TANAKA Toshiki  名古屋工業大学, 工学研究科, 教授 (70171775)

Project Period (FY) 2010 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2011: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2010: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywordsタンパク質工学 / 金属タンパク質 / 4-へリックスバンドル型タンパク質 / 複核タンパク質 / デノボデザイン / チトクローム-C-オキシダーゼ / コイルドコイル構造 / 金属イオン結合タンパク質 / 金属イオン配位構造
Research Abstract

The CuA site in cytochrome C oxidase (COX) contains a binuclear copper center, which is composed of two bridging Cys residues forming a Cu_2S_2 diamond cluster. We designed this copper configuration in the de novo designed 4-helix bundled protein. The designed protein exhibited the same UV vis and ESR spectra as those of COX, indicating that we successfully constructed the Cu_2S_2 diamond cluster in the 4-helix bundled protein. Next, we designed a metal configuration from Zn-Cu superoxide dismutase or hemocyanin. We placed six His residues in the designed protein. The designed protein bound one Cu ion. Then, we added Cys residue to monitor the metal binding. We obtained an evidence that shows this mutant protein might bind two Cu ions or Cu and Zn ions simultaneously. The Cys residue might determine the position of Cu ion in the protein. A new strategy to design the plural metal bindings can be proposed using one Cys residue. The detail analyses are required, we are able to construct the metal binding following the new design method.

Report

(4 results)
  • 2012 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (26 results)

All 2013 2012 2011 2010 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (21 results)

  • [Journal Article] Tuning the geometies of a de novo blue copperprotein by axial interactions2012

    • Author(s)
      D.Shiga, Y. Haman・, M. Kamei, Y. Funahashi,H.Masuda, M. Sakaguchi, T. Ogura, T. Tanaka
    • Journal Title

      J. Biol. Inorg.Chem.

      Volume: vol.17 Pages: 1025-1031

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      D.Shiga, Y. Funahashi, H. Masuda, A.Kikuchi, M. Noda, S. Uchiyama, K. Fukui,K. Kanaori, K. Tajima, Y. Takano, H.Nakamura, M. Kamei, T. Tanaka
    • Journal Title

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    • Journal Title

      Journal of Biological Inorganic Chemistry

      Volume: 17 Issue: 7 Pages: 1025-1031

    • DOI

      10.1007/s00775-012-0916-x

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      D. Shiga, Y. Funahashi, H. Masuda, A. Kikuchi, M. Noda, S. Uchiyama, K. Fukui, K. Kanaori, K. Tajima, Y. Takano, H. Nakamura, M. Kamei, T. Tanaka
    • Journal Title

      Biochemistry

      Volume: 51 Issue: 40 Pages: 7901-7907

    • DOI

      10.1021/bi3007884

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      Daigo Shiga
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      J.Am.Chem.Soc.

      Volume: 132 Pages: 18191-18198

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Published: 2010-08-23   Modified: 2019-07-29  

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