2010 Fiscal Year Annual Research Report
ループ変異による協調的内部運動摂動を利用した蛋白質活性部位の揺らぎの制御
Publicly Offered Research
| Project Area | Molecular Science of Fluctuations toward Biological Functions |
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| Project/Area Number |
21107521
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
楯 真一 広島大学, 理学研究科, 教授 (20216998)
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| Keywords | 生物物理 / 生体分子 / 蛋白質 |
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| Research Abstract |
ジヒドロ葉酸還元酵素(DHFR)の野生体・G67V変異体の2種類に絞り,緩和分散測定を3点の温度で実施することで,ループ変異により誘導される「揺らぎの変化」の熱力学量を明らかにすることができた.また,stopped-flowを用いてhydride transfer過程における速度変化・熱力学量変化を計算し,遠隔位のループに対する変異が反応のtransition stateに対して大きな変化を与えることを明らかにした.
1.G67V変異による構造揺らぎの変化:緩和分散解析の結果から,G67V変化により揺らぎの結果生じる低存在率構造の安定性が0.1kcal/molとわずかに低下することが分かった.揺らぎにより誘導される構造の変化は大きくはないが,構造揺らぎの速度は変異導入により約3倍速くなり,構造揺らぎの過程で生じる過渡的構造に大きな変化が生じることが明らかになった.構造変化の過程で生じる過渡構造のエンタルピーはG67Vは野生型の2倍近い大きさとなり,さらにエントロピー項の寄与は7倍にまで増大する.この結果,構造変化の活性化自由エネルギーは,変異体は野生型よりも1 kcal/molだけ低下することがわかった.
2.Hydride transfer過程における影響:stopped flowを用いてhydride transfer速度を複数温度点で測定しEyring plotを用いてこの過程に伴う熱力学量を算出した.その結果,変異導入により活性化自由エネルギーは0.2kcal/molだけ低下することが分かった.変異導入により反応過程におけるエンタルピーの寄与は野生体に対して不利になる一方で,エントロピー的には有利な過程になるという反応過程変調の特徴を明らかにした.
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[Journal Article] The NMR structure of FliK, the trigger for the switch of substrate specificity in the flagellar type III secretion apparatus2011
Author(s)
Mizuno, S., Amida, H., Kobayash, N., Aizawa, S., Tate, S.
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Journal Title
J.Mol.Biol.
Volume: (In press)
Peer Reviewed
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[Journal Article] Surface plasmon resonance study on functional significance of clustered organization of lectin-like oxidized LDL (LOX-1)2011
Author(s)
Ohki, I., Amida, H., Yamada, R., Sugihara, M., Ishigaki, T., Tate, S.
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Journal Title
Biochimica et Biophysica Acta
Volume: 1814
Pages: 345-354
Peer Reviewed
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[Journal Article] Comparative study on dihydrofolate reductases from Shewanella species living in deep-sea and ambient atmospheric-pressure environments2011
Author(s)
Murakami, C., Ohame, E., Tate, S., Gekko, K., Nakasone, K., Kato, C.
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Journal Title
Extremophiles
Volume: 15
Pages: 165-175
Peer Reviewed
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[Journal Article] Cloning and characterization of dihydrofolate reductases from deep-sea bacteria2010
Author(s)
Murakami, C., Ohame, E., Tate, S., Gekko, K., Nakasone, K., Kato, C.
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Journal Title
J.Biochem.(Tokyo)
Volume: 147
Pages: 591-599
Peer Reviewed
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