蛋白質工学を活用した鉄・硫黄酸化遷元中心を持つ蛋白質の分子デザイン

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04225213
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 長谷 俊治 大阪大学, たんぱく質研究所, 教授 (00127276)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井手口 隆司 大阪大学, たんぱく質研究所, 助手 (60203121)
• Keywords: フェレドキシ / [2Fe-2S]クラスター / 酸化遷元電位

Research Abstract

植物型フェレドキシン(Fd)の遺伝子を操作して作製したFd改変体の物性を物理化学的、生化学的に解析し、以下の知見を得た。
1.鉄・硫黄クラスター近傍に位置するS39,G43,S46及びG50を部位特異的塩基置換法で他の種々のアミノ酸に改変し、G43改変体以外の分子種は、クラスターを備えたポロ型Fdとして大量に調製した。
2.元の野性型分子の酸化遷元電位は-345mVであったが、改変体のそれらは-301から-378mVの間で変化していた。
3.クラスター由来の可視部の吸収スペクトルも明瞭に変化していた。
4.Fd-NADP^+遷元酵素との電子伝達活性は、改変体の酸化遷元電位にほぼ対応してNADPHからの電子の受けとる効率が増大した。
5.上記の改変残基の分子進化上で保存されている重要な残基であるので、改変のもたらすFdの物性変化を熱安定性に基づいて解析した。G50の改変体は約5℃の変性温度の下降が認められたが、他の大部分の改変体にい大きな変化は認められなかった。
6.現在、クラスター近傍の残基に加えて,Fd-NADPH^+遷元酵素との相互作用部と推定される領域を改変した分子を作製中であり、Fdとこの酵素との相互認識機構を目指している。

Research Products

• [Publications] Hitoshi Sakakibara: "Molecular Cloning of the Family of Glutamine Synthetase Genes from Maize: Expression of Genes for Glutamine Synthetase and Ferredoxin-Dependent Glutamate Synthase in Photosynthetic and Non-Photosynthetic Tissues" Plant Cell Physiol.33(1). 49-58 (1992)
• [Publications] Tomohiro Matsumura: "Function and Biogenesis of Site-directedly Mutated Ferredoxins" Current Research in Photosynthesis. 4. (1993)