1992 Fiscal Year Annual Research Report
トリプトファン合成酵素α/βサブユニット複合体の活性増幅機構
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04404095
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
油谷 克英 大阪大学, たんぱく質研究所, 助教授 (90089889)
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| Keywords | トリプトファン合成酵素 / トリプトファンシンターゼ / 活性増幅 / 分子間相互作用 / 等温滴定型カロリメータ / プロリン |
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| Research Abstract |
生体の構成成分が自他を識別し、必要な相手を選択し、分子間相互作用によって必要な仕事を成し遂げる仕組みを理解することは、生命現象を解明する上で重要である。分子識別と分子間相互作用の問題を解明するために、本研究課題ではトリプトファン合成酵素α/β複合体の活性増幅機構をとりあげる。
具体的には、接触界面残基変異型とプロリン変異型トリプトファン合成酵素αサブユニットの作製を行なった。得られた結果の特徴を次ぎに記す。
(1)接触界面から遠く離れて分子表面にある残基、P63とP261でのアラニンへの置換が複合体形成にともなう活性増幅効果に影響していることが分かった。等温滴定型カロリメータによって、両変異型サブユニットのβサブユニットとの結合定数が一桁低下していることが判明した。しかし、結合の△Hはほとんど変化していない。これはサブユニット接触面に存在する残基の置換が著しい結合定数の低下(ほぼ二桁)と結合の△Hの著しい低下を来すのとは対比している。このことはサブユニット接触面から離れた残基も複合体形成にともなう活性増幅効果にロングレンジの役割をしていることを示す。
(2)プロリンからアラニンへの置換は変性状態のエントロピーの増大にともなう安定性の低下が期待される。しかし、P261A変異型は安定性を著しく増加させた。それはエントロピー項の減少によっていることが分かった。
(3)大腸菌のαサブユニットの一つの変異型(P78A)でX線結晶解析に期待できそうな結晶が得られたので、今後構造解析を行なう。このことにより、本研究がより本質的理解へと発展する。
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[Publications] Kyoko Ogasahara,Kaori Hiraga,Wataru Ito,Edith W.Miles,and Katsuhide Yutani: "Origin of the Mutual Activation of the α and β_2 Subunits in the α2β_2 Complex of Tryptopan Synthase:Effect of Alanine or Glycine Substitutions at Proline Residues in the α Subunit" J.Biol.Chem.267. 5222-5228 (1992)
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[Publications] Katsuhide Yutani,Kyoko Ogasahara,and Kunihiro Kuwajima: "The Absence of the Ahermal Transition in Apo-α-Lactalbumin in the Molten Globule State:A Study by Differential Scanning Microcalorimetry." J.Mol.Biol.228. 347-350 (1992)
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[Publications] Thierry Hering,Katsuhide Yutani,Koji Inaka,Ryota Kuroki,Masaaki Matsushema,and Masakazu Kikuchi: "Role of Proline Residues in Human Lysozyme Stability:A Scanning Calorimetric Study Combined with X-ray Structure Analysis of Proline Mutants" Biocmeistry. 31. 7077-7085 (1992)
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[Publications] Yoshio Taniyama,Kyoko Ogasahara,Katsuhide Yutani,and Masakazu Kikuchi: "Folding Mechanism of Mutant Human Lysozyme C77/95A with Increased Secretion Efficiency in Yeast." J Biol.Chem.267. 4619-4624 (1992)
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[Publications] Ryota Kuroki,Shigetugu Kawakita,Haruki Nakamura,and Katsuhide Yutani: "Entropic Stabilization of a Mutant Lysozyme(D86/92)Induced by Calcium Binding" Proc.Natl.Acad.Sci USA. 89. 6803-6807 (1992)
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[Publications] Ryota Kuroki,Katsutoshi Nitta,and Katsuhide Yutani: "Thermodynamic Changes in the Binding of Ca to a Mutant Huan Lysozyme(D86/92):Enthalpy-enthropy Compensation Obseved upon Ca Binding to Proteins" J.Biol.Chem.267. 24297-24301 (1992)
