2006 Fiscal Year Annual Research Report
味覚修飾タンパク質の構造・機能解析に基づく味覚修飾物質の分子デザイン
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18590101
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Nagoya City University |
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Principal Investigator |
栗本 英治 名古屋市立大学, 大学院薬学研究科, 助手 (90234575)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 晃一 名古屋市立大学, 大学院薬学研究科, 教授 (20211849)
山口 芳樹 名古屋市立大学, 大学院薬学研究科, 講師 (90323451)
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| Keywords | 味覚修飾 / 甘味 / クルクリン / 部位特異的変異 |
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| Research Abstract |
クルクリンは甘味活性と酸味を甘く感じさせる味覚修飾活性をあわせ持つ唯一のタンパク質であり、これまでにない新規甘味料としての応用も期待される。
本年度はクルクリンに部位特異的変異を導入し、その活性発現に関与するアミノ酸残基の特定を試みた。クルクリンは相同性の高い2種類のサブユニット(クルクリン1およびクルクリン2)からなるヘテロダイマーとして活性を発現する。それぞれのホモダイマーは不活性であるため、サブユニット間で保存されていないアミノ酸残基の中に活性発現に重要な残基が存在すると考えられる。そこで非保存性残基に変異を導入し、一連の変異体の活性を評価した。その結果、甘味・味覚修飾活性が共に大きく低下したものも得られたが、興味深いことに、主に甘味活性のみに影響する残基、あるいは味覚修飾活性のみに影響する残基が存在することが判明した。このうち、甘味活性発現に重要な残基をクルクリンの立体構造上に配置すると、それらのアミノ酸残基は分子上の一つの面に局在しており、この面が甘味活性発現に関与すると予想された。一方、クルクリン2サブユニット36番目のヒスチジン残基His36_<cur2>をアスパラギン残基に変異させた変異体は、味覚修飾活性のみを失っていた。これより、His36_<cur2>のプロトネーションが味覚修飾活性の発現に関与することが予想された。NMRシグナルのpHによる変化から、His36_<cur2>はpH4.5でほぼ完全にプロトネーションされることが示された。このヒスチジン残基は、クルクリン分子表面上で甘味活性発現に関与する面のほぼ反対側に位置している。これより、クルクリンの甘味および味覚修飾活性はそれぞれ異なるファルマコフォアを介して発現することが明らかとなった。
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