2000 Fiscal Year Annual Research Report
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12480201
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
赤坂 一之 神戸大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (50025368)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
郷 通子 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70037290)
月向 邦彦 広島大学, 大学院・理学研究科, 教授 (10023467)
田村 厚夫 神戸大学, 大学院・自然科学研究科, 講師 (90273797)
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| Keywords | 高圧NMR / ジヒドロ葉酸還元酵素 / "open"構造 / 原子間の空隙 / NMR化学シフト / モジュール / 蛋白質立体構造 |
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| Research Abstract |
ジヒドロ葉酸還元酵素(DHFR)は様々な構造変化を通じて活性を実現することが知られている。月向はDHFRの構造の柔らかさを、様々な部位特異的な変異体によって生じる原子間の空隙(キャビティー)との関連で、マクロな圧縮率の測定によって研究してきた。赤坂はこれらの関係をミクロに調べるため、神戸大学で開発した高い分解能の高圧NMRを用いて、月向が遺伝子工学手法によって準備したN-15同位体で標識したDHFRを対象に、この水溶液に1-2000気圧の圧力をかけ、N-15/H-1相関二次元NMRを測定した。その結果、これまで知られている構造とは別の、補酵素結合部位の"open"構造が共存することを発見した。この構造は1気圧でも10%ほど存在することがわかり、補酵素結合に必須の構造であると考えられる。この結果は、蛋白質が二つの異なる構造間で揺らぐことによりその機能を発揮することを示した点で極めて意義深い。またDobsonとの共同研究では、lysozymeについて、加圧によるN-15化学シフトに基づいて、主鎖構造の揺らぎが原子の間のキャビティーに近いほど大きいことを明らかにした。一方、郷は、赤坂の提案に基づいて、複数の蛋白質について、モジュールとキャビティーとの関係を計算したところ、多くの場合、キャビティーがモジュールとモジュールの境界に位置することを発見した。この発見はキャビティーが蛋白質の分子進化そのものにも関連をもつことを示唆するもので、重要な発見である。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] H.R.Kalbitzer: "15N and 1H study of histidine containing protein (HPr) from Staphylococcus carnosus at high pressure"Protein Science. 9. 639-703 (2000)
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[Publications] K.Inoue: "Pressure-induced local unfolding of the Ras-binding domain of RalGEF"Nature Structural Biology. 7. 547-550 (2000)
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[Publications] R.Kitahara: "High Pressure NMR Reveals Active-Site Hinge Motion of Folate-Bound : Escherichia coli Dihydrofolate Reductase"Biochemistry. 39. 12789-12795 (2000)
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[Publications] K.Kuwata: "High pressure NMR reveals a variety of fluctuating conformers in β-lactoglobulin"J.Mol.Biol. 305. 1073-1083 (2001)
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[Publications] Y.O.Kamatari: "The response of native and denatured hen lysozyme to high pressure studied by 15N/1H NMR spectroscopy"Eur.J.Biochem. 268. (2001)
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[Publications] K.Gekko: "Single amino acid substitutions in flexible loops can induce large compressibility changes in dihydrofolate reductase"J.Biochem.. 128. 21-27 (2000)
