タンパク質のフレキシビリティーが標的分子認識機能において果す役割の解析とその制御

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12019240
• Research Institution: Kyoto Institute of Technology
• Principal Investigator: 功刀 滋 京都工芸繊維大学, 繊維学部, 教授 (70111929)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 直毅 京都工芸繊維大学, 繊維学部, 助手 (60243127)
• Keywords: 高圧 / 分子認識 / プロテアーゼ / 酵素活性 / 蛍光 / アミノ酸置換 / 低温変性

Research Abstract

高圧力としては50MPa以上300MPa以下のいわゆる可逆的変化領域と350MPa以上(700MPa以下)の不可逆的領域およびそれらの中間的領域の3領域に区分して検討した。これらの領域ではすでに単純酵素系では通常条件下とは大変異なる触媒機能の発揮されることが知られており、その根源となる構造上の変化をとらえ、触媒・分子認識能の詳細な変化を調査した。
測定対象としては、前年度に引き続き、従来申請者がその機能について十分な研究経験を積んできたプロテアーゼ反応とりあげる一方、アミラーゼ、クレアチンキナーゼなどを対象として加えて検討した。
方法論としては、タンパク質-標的分子間相互作用の解析と通常の反応速度論的解析とを常圧・高圧用の吸光度法・蛍光光度法、迅速反応解析装置等によって行うと共に、構造的解析には高圧下、復圧下での蛍光測定(in situおよびex situ)に加え、蛋白質のプロテアーゼ分解を行い、分解個所の特定をシークエンサー・(常圧での)NMR解析により行った。さらに、アフィニティーラベル法に使用する標的分子の基礎的側面を検討するとともに、高圧下での低温変性過程を詳細に調べた。
これらの成果をもとに、タンパク質の可撓性あるいはフレキシビリティーと特異的分子認識能との関係を明らかにし、新たなる分子認識能を有するタンパク質の創出に展開した。

Research Products

• [Publications] H.Ikeuchi: "Activity and stability of a neutral protease from Vibrio Sp. (vimelysin) in a pressure-temperature gradient"Euroepan Journal of Biochemistry. 267. 979-983 (2000)
• [Publications] T.Tamura: "Effects of Temperature and Pressure on the Aggregation Properties of an Engineered Elastin Model Polypeptide in Aqueous Solution"Biomacromolecules. 1(4). 552-555 (2000)
• [Publications] N.Tanaka: "Pressure Effets on the Conformational Fluctuation of Apomyoglobin in the Native State"Biochemistry. 39(39). 12063-12068 (2000)
• [Publications] S.Fujiwara: "Effects of Pressure on the Activity and Spectroscopic Properties of Carboxyl Proteinases : Apparent correlation of pepstatin-insensitivity and pressure response"Euroepan Journal of Biochemistry. 268. 645-655 (2001)
• [Publications] 功刀滋: "生体高分子の高圧力による構造安定化"高分子加工. 49(11). 482-487 (2000)
• [Publications] 田中直毅: "タンパク質天然立体構造を修復する最新技術"化学. 55(12). 70-71 (2000)