2014 Fiscal Year Research-status Report
立体構造のトポロジーから紐解くDyP型ペルオキシダーゼの合理的改変
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26450132
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| Research Institution | Japan Women's University |
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Principal Investigator |
菅野 靖史 日本女子大学, 理学部, 教授 (90282855)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 立体構造のトポロジー / タンパク質機能 / 分子進化 / ＤｙＰ型ペルオキシダーゼ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
DyP型ペルオキシダーゼは、応募者らが世界に先駆けて提案した新しいタンパク質ファミリーである。近年、広範な生物種がこのファミリーに属するタンパク質を有していることが明らかになってきた。同時に、その機能が多様性に富むことや、一次構造の相同性が低いにも拘らず、立体構造全体のトポロジーは高度に保存されていることが分かってきた。このことは、従来の一つの起源遺伝子が変異を重ねることで、ある特定のタンパク質のバリエーションが出来上がったとする考え方では説明が難しい。そこで本研究では、一次構造の相同性ではなく立体構造のトポロジーに注目してタンパク質の分子進化を説明できないかと考え、Streptomyces avermitilis由来のDyP型ペルオキシダーゼの立体構造と機能の解明に取り組むこととした。それに先立ち、今年度は、DyP型ペルオキシダーゼの分類を、立体構造全体のトポロジーの類似性に基づき再検討し、クラスＡからＤの４クラスに分けられていた従来のクラス分けを見直し、クラスP, I, Vの３クラスに再分類した。これにより、従来異なるクラスに分けられていたStreptomyces avermitilis由来のDyP型ペルオキシダーゼと真菌Bjerkandera adusta由来のDyPが同じクラスに分類できることが分かった。これは、タンパク質の分子進化を考える上で、極めて重要なことを示唆していた。つまり、原核生物であるS. avermitilisと真核生物であるB. adustaの有するDyP型ペルオキシダーゼが互いに類似した機能を持っている可能性を示している。従来のクラス分けでは、この二つは一次構造の相同性に基づき別のクラスに分類されていたので、もしも共通の機能を有することが明らかとなれば、立体構造のトポロジーに基づくタンパク質の分類が有効であることを示せる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
S. avermitilis由来DyP(SaDyP)の大腸菌での組み換え発現には成功しているが、高純度精製にやや手間取っているため、機能解析と結晶化実験についてはやや進捗が遅れている。一方で、in silicoの解析では大きな進展が見られたので、研究全体としては概ね順調に推移している。
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| Strategy for Future Research Activity |
大腸菌での組み換え発現体の精製が必ずしも十分ではない可能性を考慮し、S. lividansでの組み換え発現に着手し、２７年度中に機能解析及び結晶化実験に十分量の精製SaDyPを取得する。
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| Causes of Carryover |
前述の通り、精製酵素の取得実験がやや遅れたことと新たな発現系を構築する必要性が生じたため、２６年度の支出を抑え、２７年度の予算として繰り越した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
新たな発現系構築と、結晶化実験に注力する。
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| Remarks |
菅野研究室ＨＰの研究紹介、ニュース等で最新の研究成果を発信している。
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