1998 Fiscal Year Annual Research Report
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07280101
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
郷 信広 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50011549)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
四方 哲也 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00222399)
石森 浩一郎 京都大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20192487)
由良 敬 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助手 (50252226)
西川 建 国立遺伝学研究所, 生命情報研究センター, 教授 (10093288)
輪湖 博 早稲田大学, 社会科学部, 教授 (60158607)
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| Keywords | タンパク質 / 立体構造 / 構築原理 / 構造比較 / 構造予測 / 立体構造基本型 / スレッディング / モジュール |
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| Research Abstract |
博物学グループ(郷、由良、輪湖、美宅、西川、梅山):2次構造の空間配置に着目した立体構造の比較による分類によって「類似立体構造に進化・機能的類縁関係が認められない場合、その立体構造には分子内点対称性がある」という「対称性ルール」を発見した(郷)。ポリメラーゼと転写因子に共通して見られるりん酸結合モジュール、ペルオキシダーゼの基質特異性を決定するモジュールを発見した(由良)。微細な原子レベルの類似性を同定する方法によってまったく異なった全体構造の中に共通の構造を持つ機能部位(ATP結合部位)を発見することができた(郷)。部分構造(モチーフ)を環境の情報を含んだ形でコード表現する方法を開発した(輪湖)。Thredingの評価関数(3D-1Dポテンシャル)を使ってグロビンの保存残基を解析し、Threding法による2次構造予測法の開発を行い高い精度を上げることを証明した(西川)。一方、膜タンパク質の立体構造予測では、バクテリオロドプシンの立体構造を正しく予測する方法論を確立した(美宅)。自動的に高精度でホモロジーモデリングをするプログラムシステムの構築を完成させた(梅山)。
デザイングループ(石森、四方):カタラーゼに対するランダムなアミノ酸変異の実験から、熱安定性、活性、はアミノ酸置換に対して極めてrobustであり、進化工学的機能最適化は、鎖長を長くすることによる配列空間の増大により、飛躍的な向上をもたらすことができることが分かった(四方)。モジュールを入れ替えたヘモグロビンのキメラタンパク質(モジュール置換タンパク質)の機能・構造を研究によって、ヘモグロビンの機能はモジュールを構造単位として実現していることが示された(石森)。
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[Publications] K.Kinoshita: "Structural Motif of Phosphate Binding Site Common to Various Protein Superfamilies: An All-against-all Structural Comparison of Protein-Mononucleiotide Complexes." J.Phys.Chem.12. 11-14 (1999)
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[Publications] H.Wako: "Novel method to detect a motif of local structures in different protein conformations." Prot.Eng.11. 980-990 (1998)
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[Publications] F.-Kobayashi K.: "Domain dislocation: a change of core structure in periplasmic binding proteins in their evotionary history." J.Mol.Biol.in press. (1999)
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[Publications] K.Yura: "Repetitive use of a phosphate-binding module in DNA polymerae b, Oct-1 POU domain and phage repressors." Cell.Mol.Life.Sci.in press. (1999)
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[Publications] K.Inaba: "Structural and Functional Roles of Heme Binding Module in Globin Proteins. Identification of the Segment Regulating the Heme Binding Structure." J.Mol.Biol.283. 311-327 (1998)
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[Publications] T.Matsuura: "Evolutionary Molecular Engineering by Random Elongation Mutagenesis." Nature Biotechnology. 17. 58-61 (1999)
