αラクトアルブミン構造中間体の形成と細胞結合機能

• Project/Area Number: 18031002
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 出村 誠 Hokkaido University, 大学院・先端生命科学研究院, 教授 (70188704)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 河野 敬一 北海道大学, 大学院・理学研究院, 教授 (10136492) ; 相沢 智康 北海道大学, 大学院・先端生命科学研究院, 准教授 (40333596) ; 神谷 昌克 北海道大学, 大学院・先端生命科学研究院, 助教 (30399810)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥5,300,000 (Direct Cost: ¥5,300,000); Fiscal Year 2007: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2006: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000)
• Keywords: NMR / 立体構造 / タンパク質 / アポトーシス

Research Abstract

リゾチーム・αラクトアルブミンのフォールディングに関する基礎データを活かし、水溶性タンパク質のフォールディング挙動と、その構造中間体が示す細胞膜結合機能との関連を分子レベルで解明することを目的としている。昨年度までに、新規複合体調製法の開発、酸処理法で得られた脂肪酸結合型αラクトアルブミンのアポトーシス誘導活性等に関する成果が得られ、今年度新たに以下の成果が得られた。(1)酸処理法と熱処理法で得られた脂肪酸結合型ウシαラクトアルブミンの生理的条件下での近紫外CDスペクトルは、オレイン酸濃度に依存して三次構造崩壊を示唆する楕円率低下が起こる。NMRでも脂肪酸結合型ウシαラクトアルブミンは非天然構造型スペクトルパターンを示した。脂肪酸結合型ウシαラクトアルブミンの1H NMRスペクトルおよび15N HSQCスペクトルでは、脂肪酸結合による化学シフト変化はαラクトアルブミンのαドメインで大きく、しかもβドメイン側に面するアミノ酸残基であることがわかった。(2)αβαの3つのドメインからなるヒトとウシ由来のαラクトアルブミン(HHHおよびBBB)のドメインを入れかえたキメラ体(HBB,BHB,BBH)との比較から、アポトーシス誘導に関与しているドメインについて考察した。熱処理法で得られたサンプルではMG状態での安定性とアポトーシス活性の強い相関があった。(3)αラクトアルブミンの天然構造の示す水溶性と基質選択性補因子機能は、Molten Globule様構造を酸性処理という簡便な方法で脂肪酸トラップすることができ、細胞死誘導活性という新規の生物機能に変換することができた。今後、αラクトアルブミンと脂肪酸による複合体のNMRキャラクタリゼーションをさらに詳細に検討することで、構造中間体のトラップとそのダイナミクス情報が得られると期待できる。

Research Products

• [Journal Article] The Structure of a Novel Insect Peptide Explains Its Ca(2+) Channel Blocking and Antifungal Activities (2008)
  • Author(s): Kouno T, Mizuguchi M, Tanaka H, Yang P, Mori Y, Shinoda H, Unoki K, Aizawa T, Demura M, Suzuki K, Kawano K.
  • Journal Title: Biochemistry (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structural Properties of the DNA-Bound Form of a Novel Tandem Repeat DNA-Binding Domain, STPR (2008)
  • Author(s): S. Saito, T. Yokoyama, T. Aizawa, K. Kawaguchi, T. Yamaki, D. Matsumoto, M. Kamiya, Y. Kumaki, M. Mizuguchi, S. Takiya, M. Demura, K. Kawano
  • Journal Title: PROTEINS (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Spontaneous asparaginyl deamidation of canine milk lysozyme under mild conditions (2008)
  • Author(s): Y. Nonaka, T. Aizawa, D. Akieda, M. Watanabe, N. Watanabe, I. Tanaka, M. Kamiya, M. Mizuguchi, K. Nitta, M. Demura, K. Kawano
  • Journal Title: PROTEINS (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structural Approach to a Novel Tandem Repeat DNA-Binding Domain, STPR, by CD and NMR (2007)
  • Author(s): S. Saito, T. Aizawa, K. Kawaguchi, T. Yamaki, D. Matsumoto, M. Kamiya, Y. Kumaki, M. Mizuguchi, S. Takiya, M. Demura, K. Kawano
  • Journal Title: Biochemistry 46 Pages: 1703-1713
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Destabilization of Transthyretin by Pathogenic Mutations in the DE loop (2007)
  • Author(s): Takeuchi, M., Mizuguchi, M., Kouno, T., Shinohara, Y., Aizawa, T., Demura, M., Mori, Y., Shinoda H. and Kawano
  • Journal Title: PROTEINS 66 Pages: 716-725
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] nteraction of the Halobacterial Transducer to a Halorhodopsin Mutant Engineered so as to Bind the Transducer: Cl-Circulation within the Extracellular Channel (2007)
  • Author(s): C. Hasegawa, T. Kikukawa, S. Miyauchi, A. Seki, Y. Sudo, M. Kubo, M. Demura, N. Kamo
  • Journal Title: Photochem. Photobiol. 83 Pages: 293-302
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Heterologous expression of pharaonis halorhodopsin in Xenopus laevis oocytes and electrophysiological characterization of its light-driven Cl-pump activity (2007)
  • Author(s): A. Seki, S. Miyauchi, S. Hayashi, T. Kikukawa, M. Kubo, M. Demura, V. Ganapathy, N. Kamo
  • Journal Title: Biophys. J. 92 Pages: 2559-2569
  • NAID: 120000965285
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The solution structure of horseshoe crab antimicrobial peptide tachystatin B with an inhibitory cystine-knot motif (2007)
  • Author(s): Fujitani N, Kouno T, Nakahara T, Takaya K, Osaki T, Kawabata S, Mizuguchi M, Aizawa T, Demura M, Nishimura S, Kawano K.
  • Journal Title: Pept. Sci. 13 Pages: 269-279
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Equilibrium and Kinetics of the Folding and Unfolding of Canine Milk Lysozyme (2007)
  • Author(s): H. Nakatani, K. Maki, K. Saeki, T. Aizawa, M. Demura, K. Kawano, S. Tomoda, K. Kuwajima
  • Journal Title: Biochemistry 46 Pages: 5238-5251
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Deprotonation of Glu234 during the photocycle of Natronomonas pharaonis halorhodopsin (2006)
  • Author(s): M.Shibata
  • Journal Title: Chemical Physics Letters 432 Pages: 545-547
• [Journal Article] Differential Scanning Calorimetry of a Metalloprotein under Controlled Metal-Ion Activity (2006)
  • Author(s): M.Yasui
  • Journal Title: Protein J. 25 Pages: 475-482
• [Journal Article] N-Terminal Mutational Analysis of the Interaction between Growth-Blocking Peptide (GBP) and Receptor of Insect Immune Cells (2006)
  • Author(s): S.Watanabe
  • Journal Title: Protein ＆ Peptide Lett. 13 Pages: 815-822
• [Journal Article] A Novel N14Y Mutation in Connexin26 in KID Syndrome ? Analyses of Altered Gap Junctional Communication and Molecular Structure of N-Terminus of Mutated Connexin26 (2006)
  • Author(s): K.Arita
  • Journal Title: Am. J. Pathology 169 Pages: 416-423
• [Journal Article] Internal Water Molecules of the Proton-Pumping Halorhodopsin in the Presence of Azide (2006)
  • Author(s): N.Muneda
  • Journal Title: J. Am. Chem. Soc. 128 Pages: 6294-6295
• [Journal Article] Preparation and Observation of Fresh-frozen Sections of the Green Fluorescent Protein Transgenic Mouse Head (2006)
  • Author(s): M.Tada
  • Journal Title: Acta Histochemica et Cytochemica 39 Pages: 31-34
• [Presentation] Formation of alpha-lactalbumin-fatty acid complex as an apoptosis induction factor: Evaluation with chimeric proteins (2008)
  • Author(s): T. Kamijima, T. Aizawa, M. Kamiya, K. Kawano, M. Demura
  • Organizer: 水と生体分子ワークショップ
  • Place of Presentation: 奈良
  • Year and Date: 2008-01-24
• [Presentation] イヌミルクリゾチームの物性解析に向けた安定化変異体の構築 (2007)
  • Author(s): 野中 康宏, 秋枝 大介, 神谷 昌克, 相沢 智康, 出村 誠, 河野 敬
  • Organizer: 日本生物物理学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Book] NMR insight of structural stability and folding of calcium-binding lysozyme, Modern Magnetic Resonance, Part I Application in Chemistry, Biological and Marine Sciences (2006)
  • Author(s): M.Demura(分担)
  • Total Pages: 961
  • Publisher: Springers