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Cold-active structure of the psychrophile enzymes

Research Project

Project/Area Number 23580279
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Fisheries chemistry
Research InstitutionTokyo University of Marine Science and Technology

Principal Investigator

ISHIDA Masami  東京海洋大学, 海洋科学技術研究科, 准教授 (80223006)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) TAKANO Kazufumi  京都府立大学, 生命環境化学研究科(系), 教授 (40346185)
Project Period (FY) 2011 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2013: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2011: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords低温適応 / 低温菌 / トリプトファン合成酵素 / 結晶構造 / タンパク質の変性・再生 / 低温高活性 / 低温高活性酵素 / 安定性 / プロテアーゼ / 酵素 / 結晶解析 / タンパク質工学
Research Abstract

To investigate the molecular basis of cold adaptation of enzymes, we determined the crystal structure of the tryptophan synthase alpha subunit from the psychrophile Shewanella frigidimarina K14-2 and also examined its physicochemical properties. The lower stabilities against heat and denaturant of the psychrophile enzyme originated from both a faster unfolding rate and a slower refolding rate. The two-state transition of denaturation for the enzyme was highly cooperative. Relative to tryptophan synthases from other species, the psychrophile enzyme exhibited an increase in cavity volume and a decrease in the number of ion pairs. The enzyme also lacks a hydrogen bond near a loop related to catalytic function. These characteristics of the psychrophile enzyme might provide the conformational flexibility required for catalytic activity at low temperatures.

Report

(4 results)
  • 2013 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2012 Research-status Report
  • 2011 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2014 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (10 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Strategy for cold adaptation of the tryptophan xynthase a subunit from the psychrophile Shewanella frigidimarina K14-2: crystal structure and physicochemical properties2014

    • Author(s)
      Daisuke Mitsuya, Shun-ichi Tanaka, Hiroyoshi Matsumura, Naoto Urano, Kazufumi Takano, Kyoko Ogasahara, Michiyo Kakehira, Katsuhide Yutani, Masami Ishida
    • Journal Title

      The Journal of Biochemistry

      Volume: 155 Issue: 2 Pages: 73-82

    • DOI

      10.1093/jb/mvt098

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      山本仁、浦野直人、石田真巳
    • Organizer
      平成25年度日本水産学会秋季大会
    • Place of Presentation
      三重大学(三重県津市)
    • Year and Date
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    • Organizer
      第13回極限環境生物学会年会
    • Place of Presentation
      日本大学文理学部(東京都世田谷区)
    • Year and Date
      2012-12-01
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      第12回極限環境生物学会年会
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      長崎大学(長崎県長崎市)
    • Year and Date
      2011-11-27
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      東京海洋大学(東京都港区)
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  • [Remarks] ①低温菌S. frigidimarina K14-2由来トリプトファン合成酵素αサブユニットの原子 座標:Protein Data Bankアクセス・コード3vnd(データバンクに登録)

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Published: 2011-08-05   Modified: 2019-07-29  

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