2014 Fiscal Year Annual Research Report
紫外共鳴ラマン分光法によるヘム蛋白質高次構造変化の検出と蛋白質機能制御機構の解明
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24350086
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
北川 禎三 兵庫県立大学, 生命理学研究科, 名誉教授 (40029955)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小倉 尚志 兵庫県立大学, 生命理学研究科, 教授 (70183770)
長友 重紀 筑波大学, 数理物質科学研究科(系), 講師 (80373190)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 生物物理 / 蛋白質 / シグナル伝達 / 生体分子 / 分子認識 / 振動分光 / 共鳴ラマン散乱 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１.ヒトHbのcavity mutant作成とそのリガンド結合による高次構造変化：ヒトHbのα或はβサブユニットのみがFe-His結合を持たない部位特異的変位体を作る事に成功した。すなわち、His-F8をGlyに置換し、His-F8の代りにイミダゾール(Im)をヘムに配位させると、そのヘムにはO2, CO, NO等が結合できるが、ヘムの構造変化がFへリックスに伝搬されない。そのHbの酸素平衡曲線を測定し、リガンド結合による構造変化を1H-NMR、可視／紫外共鳴ラマン、near-UV CD,で調べた。αのFe-His結合を欠くHbは、O2親和性の異なる２つのヘムが存在する２相性の酸素結合曲線を与え、協同性は示さなかった。一方βのFe-His結合を欠くHbは酸素親和性の高いへム１種の存在を示し協同性は示さなかった。分光学的測定結果は、リガンド結合による四次構造変化が起こらない事を示した。αのFe-His結合の消失はHbをTに凍結させるが、βのそれはαのO2親和性を高める事がわかった。
２）可溶性グアニレートシクラーゼ(sGC)モデルとしてのバクテリアHNOXの共鳴ラマンスペクトル： NOセンサーであるsGCのラマンスペクトルはHbとはかなり異なる。それが蛋白のTyr-Ser-Arg (YxSxR)トリプレットモチーフとヘム側鎖との相互作用のためと想像されている。バクテリアHNOX蛋白がそのモチーフをもち、sGCに似たラマンスペクトルを与える。特異な相互作用を持つ蛋白のヘムの入れ替えは化学的にはできないので、自分でヘムを合成できない大腸菌、RP523株にHNOXを発現させる遺伝子ペクトルを作り、RP523株によるHNOX合成に成功した。それに外部からメソヘムを加えてHNOXが正しくできたので、その共鳴ラマンスペクトルを測定した。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Oxidation reactivity of a structurally and spectroscopically well-defined mononuclear peroxocarbonato-iron(III) complex2015
Author(s)
T. Tsugawa, H. Furutachi, M. Marunaka, T. Endo, K. Hashimoto, S. Fujinami, S. Akine, Y. Sakata, S. Nagatomo, T. Tosha, T. Nomura, T. Kitagawa, T. Ogura, and M. Suzuki
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Journal Title
Chemistry Letters
Volume: 44
Pages: 330-332
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Higdla is a oositive regulaator of cytochrome c oxidase2015
Author(s)
T. Hayashi, Y. Asano, Y. Shintani, H. Aoyama, H. Kioka, O. Tsukamoto, M. Hikita, K. Shinzawa-Itoh, K. Takajuji, S. Higo, H. Kato, S. Yamazaki, K. Matsuoka, A. Nakano, H. Asanuma, M. Asakura, T. Minamino, Y. Goto, T. Ogura, M. Kitakaze, I. Komuro, Y. Sakata, T. Tsukihara, S. Yoshikawa, S. Takashima
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Journal Title
Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A.
Volume: 112
Pages: 1553-1558
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Highly Reactive Nonheme Iron(III)-Iodosylarene Complexes in Alkane Hydroxylation and Sulfoxidation Reactions2014
Author(s)
S. Hong, B. Wang, M. S. Seo, Y. M. Lee, M. J. Kim, H. Kim, T. Ogura, R. Garcia-Serres, M. Clemancey, J. M. Latour, W. Nam
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Journal Title
Angewant Chemie Intl. Edi.
Volume: 53
Pages: 6388-6392
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Determination of damage-free cyrstal structure of an X-ray-sensitive protein using an XFEL.2014
Author(s)
K. Hirata, K. Shinzawa-Itoh, N. Yano, S. Takemura, K. Kato, M. Haatanaka, K. Muramoto, T. Kawahara, T. Tsukihara, e. Yamashita, K. Tono, G. Ueno, T. Hikima, H. Murakami, Y. Inubushi, M. Yabashi, T. Ishikawa, M. Yamamoto, T. Ogura, H. Sugimoto, J. R. Shen, S. Yoshikawa, H. Ago
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Journal Title
Nature Methods
Volume: 11
Pages: 734-736
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Electronic control of ligand-binding preference of a myoglobin mutant2014
Author(s)
R. Nishimura, D. Matsumoto, T. Shibata, S. Yanagisawa, T. Ogura, H. Tai, T. Matsuo, S. Hirota, S. Neya, A. Suzuki, Y. Yamamoto
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Journal Title
Inorganic Chemistry
Volume: 53
Pages: 9156-9165
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Influence of ligand flexibility on the electronic structure of oxidized Ni(III)-phenoxide complexes2014
Author(s)
M. Kawai, T. Yamaguchi, S. Masaoka, F. Tani, T. Kohzuma, L. Chiang, T. Storr, K. Mieda, T. Ogura, r. K. Szilagyi, and Y. Shimazaki
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Journal Title
Inorganic Chemistry
Volume: 53
Pages: 10195-10202
DOI
Peer Reviewed
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