2009 Fiscal Year Annual Research Report
蛋白質複合体機能のリガンド依存的スイッチに対するラショナルデザイン
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20750133
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
水野 稔久 Nagoya Institute of Technology, 工学研究科, 助教 (90345950)
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| Keywords | 蛋白質 / ナノバイオ / バイオテクノロジー |
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| Research Abstract |
本研究では、特定の外部刺激に応答し蛋白質間相互作用をOn-Off可能となる蛋白質変異体の構築手法に関して検討を行っている。これまでに本申請者は、特定の刺激(金属イオンやペプチド)に応答し大きく構造転移を起こす人工蛋白質のアミノ酸配列を目的蛋白質に組み込む事で、刺激依存的に、特定蛋白質との相互作用をOffからOnへと制御することに成功しているが、in vivoでの使用に望ましい膜透過性の高い有機小分子に対応できる系の構築には至っていない。そこで、膜透過性を持つ有機小分子に応答し、構造変化を可逆的に起こす人工蛋白質の設計を試みた。これが準備できれば、様々な天然蛋白質中に組み込む事で、特定の有機分子依存的な機能調節、相互作用調節が可能と期待できる。ベースとなる配列には、4本鎖コイルドコイル蛋白質を用いた。リガンドとなる分子にはアダマンタン誘導体を選び、蛋白質のバンドル中心部に変異を施す事により疎水性の結合ポケットの構築に成功した。また、この結合サイトをバンドル構造の端側に構築(AM1W)する事で、蛋白質のN-末端、c-末端間の距離を、有機分子の結合に伴い変化させる事が可能か検討を行った。評価を行うために、N-末端側にBFP、C-末端側にGFPを繋いだ変異体を構築(BFP-AM1W-GFP)しFRET効率変化から検討を行ったところ、アダマンタンの結合に伴い、N-末端、C-末端間の距離が2.5A程度変化する事が確認された。また、BFP-AM1W-GFPを発現させた大腸菌菌体を準備し、アダマンタンを含むバッファー中に懸濁させて同様な評価を行ったところ、アダマンタンが細胞膜を透過し、FRET効率の変化が観測された。これらの結果は、今回設計に成功したAM1Wの配列を天然蛋白質中に組み込む事により、有機分子依存的な蛋白質間相互作用調節への手法を提供できることを示唆している。
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[Journal Article] Reconstitution of the Light-harvesting (LH1) Complex Using Zinc-substituted Bacteriochlorophyll a and LH1-polypeptides Isolated from the Purple Photosynthetic Bacterium Rhodospirillum rubrum, Together with all-trans Carotenoids2010
Author(s)
K.Nakagawa, T.Nakano, N.Fukui, A.Nakashima, S.Sakai, T.Mizuno, T.Dewa, K.Iida, A.T.Gardiner, R.J.Cogdell, R.Fujii, H.Hashimoto, M.Nango
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Journal Title
Carotenoid Science (未定)(印刷中)
Peer Reviewed
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[Journal Article] Reconstitution of the Light-harvesting 1 (LH1) Complex Using LH1-α and LH-1-β Polypeptides, Separately Isolated from the Purple Photosynthetic Bacterium Rhodospirillum rubrum, Together with Bacteriochlorophyll a and All-trans Carotenoids2010
Author(s)
K.Nakagawa, T.Nakano, N.Fukui, A. Nakashima, S.Sakai, T.Mizuno, T.Dewa, K.Iida, A.T.Gardiner, R.J.Cogdell, R.Fujii, H.Hashimoto, M.Nango
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Journal Title
Carotenoid Science (未定)(印刷中)
Peer Reviewed
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[Journal Article] Carotenoid Specificity During Reconstitution of the Light-harvesting 1 (LH1) Complexes Using LH1-polypeptides Isolated from the Purple Photosynthetic Bacterium Rhodobacter sphaer oides Together with Bacteriochlorophyll a and Carotenoids2010
Author(s)
K.Nakagawa, N.Fukui, T.Nakano, A.Mizuno, A.Nakashima, S.Sakai, T.Mizuno, T.Dewa, K.Iida, A.T.Gardiner, R.J.Cogdell, R.Fujii, H.Hashimoto, M.Nango
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Journal Title
Carotenoid Science (未定)(印刷中)
Peer Reviewed
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[Journal Article] The effect of the side chain length of Asp and Glu on coordination structure of Cu (2+) in a de novo designed protein2009
Author(s)
D.Shiga, D.Nakane, T.Inomata, H.Matsuda, M.Oda, M.Noda, S.Uchiyama, K.Fukui, Y.Takano, H.Nakamura, T.Mizuno, T.Tanaka
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Journal Title
Biopolymer 91
Pages: 907-916
Peer Reviewed
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