2008 Fiscal Year Annual Research Report
ホタルルシフェラーゼは発光反応をどのように制御しているか
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19370039
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
中津 亨 Kyoto University, 薬学研究科, 准教授 (50293949)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平竹 潤 京都大学, 化学研究所, 教授 (80199075)
加藤 太一郎 兵庫県立大学, 工学研究科, 助教 (60423901)
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| Keywords | ルシフェラーゼ / 発光反応 / X線結晶構造解析 / 量子収率 / 反応中間体アナログ / ルシフェリン |
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| Research Abstract |
ホタルによる黄緑色の発光反応は、発光基質ルシフェリンと、ATP、分子状酸素、そして発光反応を触媒するタンパク質、ルシフェラーゼによる酵素反応であり、生成してきた励起状態のオキシルシフェリンが基底状態に落ちる際、励起エネルギーが光として放出され発光する。この反応において、発光基質であるルシフェリンが同じであるにもかかわらず、酵素であるルシフェラーゼのわずか1アミノ酸置換により、発光色が赤色に変化することが知られている。そしてこの発光色変化は触媒付近のみならず、触媒機能とは全く異なる部分の変異でも生じることが知られている。しかしながらなぜこのようなことが生じるのか、その詳細なメカニズムは不明である。そこで、様々な発光色変異体を作成し、それぞれの立体構造を決定し、構造比較することにより発光色を決定しているメカニズムを明らかにしようとするものである。前年度作成したゲンジボタルルシフェラーゼのベクターを用い、より効率的は新規大量培養精製の構築を行った。またどうようにヘイケボタルルシフェラーゼについても同様の系の構築を行った。これらルシフェラーゼサンプルとアナログを用い結晶化を行った。ホタルにおける発光は明滅が繰り返されており、ルシフェラーゼだけではこの現象を行うことができない。そのためには生成物であるオキシルシフェリンをルシフェリンに変換するルシフェリン再生酵素が必要である。そこで、本酵素の構造解析を目指し、大量培養発現系の構築を行った。
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