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フォールディング履歴から辿る(たどる)タンパク質構造形成の分子機構

Research Project

Project/Area Number 08J04411
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Applied biochemistry
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

永山 充  Kyoto University, 農学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2008 – 2009
Project Status Completed (Fiscal Year 2009)
Budget Amount *help
¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2009: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2008: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Keywordsフォールディング / 分子内シャペロン / CPY / 分子ディスプレイ法 / プロペプチド / インヒビター / タンパク質立体構造 / CPY-I^C複合体結晶構造
Research Abstract

分子内シャペロンとして働くプロペプチドの機能解析やフォールディング過程の中間体の解明を通して分子内シャペロンが介助するフォールディング履歴を解明し、未だ未解明である一般的なタンパク質のフォールディングの原理解明につなげることを目的とする。そのために4段階のプロペプチドの切断に伴い構造が変化していくと考えられているモデルタンパク質CPYを解析し、その段階的なフォールディングの変遷を解明することを目指している。
CPYとその阻害剤であるI^Cの複合体結晶構造情報とプロペプチドとI^Cの相同性から、プロペプチドの一部が成熟領域内部に入り込んで基質認識部位を形成し、フォールディングに関与している可能性を予測した。そして、そのプロペプチド上の基質認識部位形成領域をI^Cの配列に置換した変異体は、触媒効率が上昇した。更に、触媒効率が上昇した変異体と野生型と活性化エネルギーの変化をアレニウスプロットを用いて測定した。その結果、変異体の方が野生型よりも活性が強いことを示唆しており、上記の変異体の方が触媒効率が上昇したという結果と一致する。以上のことより、プロペプチド内に存在する成熟領域の基質認識部位を形成する配列に変異を導入することで、成熟体に変異を加えることなく構造変化を起こさせ、その活性を変化させる可能性が証明された。
また、プロペプチド切断前(前駆体)と切断後(成熟体)に関しての構造変化を、チオール結合基質を用いて調べた。すると、成熟体はチオール基が内部の基質認識部位近傍に存在するのに対し、前駆体ではチオール基が表層に出ており、まだ基質認識部位が形成されていない可能性が示唆された。更に、当研究室において酵母two-hybrid法と分子ディスプレイ法を用いた活性測定により同定した成熟体とプロベプチドの相互作用情報から、活性化モデルを提唱することができ、プロペプチドが関与するフォールディング機構の一端が示された。

Report

(2 results)
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2010 2009 2008

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Purification of inactive precursor of carboxypeptidase Y using selective cleavage method coupled with molecular display2009

    • Author(s)
      Maeda H, Nagayama M, Kuroda K, Ueda M.
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 73

      Pages: 753-755

    • Related Report
      2009 Annual Research Report 2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 酵母カルボキシペプチダーゼの立体構造形成機構の解析2010

    • Author(s)
      永山充
    • Organizer
      日本農芸化学会2010年度大会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2010-03-28
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 酵母細胞表層ディスプレイ法による分子内シャペロン作用機構の解明2010

    • Author(s)
      前田治子
    • Organizer
      日本農芸化学会2010年度大会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2010-03-28
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] プロテアーゼ活性阻害機構から迫る立体構造形成の解析2009

    • Author(s)
      永山充
    • Organizer
      第82回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      2009-10-22
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] プロテアーゼ活性阻害機構から迫るタンパク質立体構造形成2008

    • Author(s)
      永山充, 前田治子, 三間穣治, 黒田浩一, 植田充美
    • Organizer
      第31回日本分子生物学会年会第81回日本生化学会大会合同大会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      2008-12-11
    • Related Report
      2008 Annual Research Report

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Published: 2008-04-01   Modified: 2024-03-26  

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