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好熱菌の熱ショックタンパク質によるタンパク質の再活性化と膜輸送

研究課題

研究課題/領域番号 01870015
研究種目

試験研究

配分区分補助金
研究分野 医化学一般
研究機関自治医科大学

研究代表者

香川 靖雄  自治医科大学, 医学部, 教授 (30048962)

研究分担者 中西 真  自治医科大学, 医学部, 助手 (40217774)
太田 成男  自治医科大学, 医学部, 助教授 (00125832)
浜本 敏郎  自治医科大学, 医学部, 講師 (30189625)
平田 肇  自治医科大学, 医学部, 講師 (40049052)
曽根 〓史 (曽根 のぶ史)  自治医科大学, 医学部, 助教授 (20049034)
研究期間 (年度) 1989 – 1991
研究課題ステータス 完了 (1991年度)
配分額 *注記
30,100千円 (直接経費: 30,100千円)
1991年度: 6,400千円 (直接経費: 6,400千円)
1990年度: 6,200千円 (直接経費: 6,200千円)
1989年度: 17,500千円 (直接経費: 17,500千円)
キーワードheat shock protein / thermophilic chaperonin / reconstitution / GroEL / thermophilic gene / hsp gene / ATP synthase / oligomer / synchrotron radiation / chaperonin / biomembrane / protein renaturation / conformationーbuildーup / membrane transport / thermophilic protein / suppression of mutation / 熱ショックタンパク質 / 好熱菌hsp / 高次構造再構成 / シャペロニン / 安定hsp
研究概要

好熱菌PS3の上清分画より,実験計画のように主要な熱ショックタンパク質61K,12Kおよび69Kを精製した。主要な分離手段は、これらのタンパク質がATP結合性を持つことを予想し、ATPアガロ-スカラムを用い、吸着、溶離した。さらに各種のクロマトグラフィ-を併用して、それぞれ単一バンドとなるまで精製した。アミノ酸配列を決定したところ、これらはそれぞれ大腸菌のGroEL,GroES,Dnakに、また真核細胞のシャペロニン60、10、70に相同性を示した.次にこれらのアミノ酸配列に対応したオリゴヌクレオチドをプロ-ブとして、好熱菌熱ショックタンパク質のDNA構造を決定した。61Kと12Kの遺伝子はオペロンを形成していた。一方、本研究の過程で,生体膜のエネルギ-変換の中心であるATP合成酵素のαサブユニットが61Kと相同性を持つことが示された。この研究の申請段階ではまだこれらタンパク質の持つタンパク質の再活性化能と膜輸送の研究は未知であったが、数多くの酵素学的、遺伝学的研究が諸外国で行われ、これらの再構成能を持つタンパク質にはシャペロニンと云う総称が与えられた。αサブユニットは、最も著しい熱ショックタンパク質であることがショウジョウバエで示されただけではなく、アフリカツメガエルの受精卵ではそのmRNAが動物極に最も多いmRNAであることも示された。そこで、シャペロニン活性研究の中心を好熱菌のαサブユニットに置いた。好熱菌PS3の遺伝子ライブラリ-より得たαサブユニット遺伝子を大量発現させて、その再活性化能を検討した。ATP合成酵素の膜輸送能とそのプロトン電流の実測については既に本研究室で多くの研究で行われている。そこで好熱菌αサブユニットを用いて初めてα3β3及びα1β1複合体の再構成に成功しこの分野に大きな進展をもたらすことができた。その再構成の過程はシンクロトロン放射光によって解析された。(特許:特願平2ー73664号,名称:熱ショック蛋白質、出願人:香川靖雄)

報告書

(4件)
  • 1991 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1990 実績報告書
  • 1989 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (36件)

  • [文献書誌] Tamada,H.,Ohta,T.,Hamamoto,T.,Otawara-Hamamoto,Y.,Yanagi,M.,Kagawa,Y.: "Gene structure of heat shock proteins 61KDa and 12KDa (thermphilic chaperonins) of thermophilic bacterium PS3." Biochem.Biophys.Res.Commun. 179. 565-571 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Aloise,P.,Kagawa,Y.and Coleman,P.S.: "Comparative Mg^<2+>-dependent sequential covalent binding stoichiometry of 3'-O-(4-benzoyl)benzoyl adenosine 5'-diphosphate of MF1,TF1,and alpha3-beta3 core complex of TF1." J.Biol.chem.266. 10368-10376 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Harada,M.,Ito,Y.,Sato,M.Aono,O.,Ohta,S.and Kagawa,Y.: "Small-angle X-ray scattering studies of Mg・AT(D)P-induced hexamer to dimer dissociation in the reconstituted alpha3 beta3 complex of ATP synthase from thermophilic bacterium PS3." J.Biol.Chem.266. 11455-11460 (1991)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shirakibara,Y.,Yohda,M.,Kagawa,Y.,Yokoyama,K.and Yoshida,M.: "Purification by dye-ligand chromatography and crystallization study of the F_1-ATPase and its major subunits alpha and beta,from a thermophilic bacterium PS3." J.Biochem.109. 466-477 (1991)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 香川 靖雄,玉田 寛,太田 敏子,浜本 敏郎: "好熱菌シャペロニンとATP合成酵素。" Cell Science. 7. 711-717 (1991)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 香川 靖雄,太田 成男,浜本 敏郎: "エネルギ-産生膜の形成と機能:シャペロニン類と遺伝子の役割。" 膜. 16. 212-222 (1991)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kagawa,Y.: "Biocomputers--The Next Generation from Japan.Bioenergetics and biodevices" Chapman and Hall,New York,Translator:Norman,K., 375 (1991)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kagawa,Y.,Ohta,S.,Hamamoto,T.,Harada,M Ito,Y.and Sato,M.: "New Era of Bioenergetics.The alphal betal heterodimer and molecular assembly of ATP synthase" Academic Press,New York,(Mukohata,Y.ed.), 560 (1991)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tamada, H., Ohta, T., Hamamoto, T., Otawara - Hamamoto, Y., Yanagi, M., Hiraiwa, H., Hirata, H. and Kagawaw, Y.: "Gene structure of heat shock proteins 61KDa and 12KDa (thermophilic chaperonins) of thermophilic bacterium PS3." Biochemical and Biophysical Research Communications. 179(1). 565-571 (1991)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Harada, M., Ito, Y., Sato, M., Aono, O., Ohta, S., and Kagawa, Y.: "Small - angle X - ray scattering studies of Mg・AT (D) P - induced hexamer to dimer dissociation in the reconstituted alpha3 beta3 complex of ATP synthase from thermophilic bacterium PS3." Journal of Biological Chemistry. 266. 11455-11460 (1991)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kagawa, Y., Tamada, H., Ohta, T. and Hamamoto, T.: "Thermophilic chaperonin and ATP synthase." Cell Science. 7. 711-717 (1991)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kagawa, Y., Ohta, S., Hamamoto, T., Harada, M. Ito, Y., and Sato, M.: Academic Press, N. Y.New Era of Bioenergetics. (Mukohata, Y. ef.)(The alpha1 beta1 heterodimer and molecular assembly of ATP synthase.), (1991)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tamada,H.,Ohta,T.,Hamamoto,T.,Otawara-Hamamoto,Y.,Yanagi,M.,Kagawa,Y.: "Gene structure of heat shock proteins 61KDa and 12KDa (thermphilic chaperonins) of thermophilic bacterium PS3." Biochem.Biophys.Res.Commun.179. 565-571 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Aloise,P.,Kagawa,Y.and Coleman,P.S.: "Comparative Mg^<2+>-dependent sequential covalent binding stoichiometry of 3'-0-(4-benzoyl) benzoyl adenosine 5'-diphosphate of MF1,TF1,and alpha3-beta3 core complex of TF1." J.Biol.Chem.266. 10368-10376 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Harada,M.,Ito,Y.,Sato,M.Aono,O.,Ohta,S.and Kagawa,Y.: "Small-angle X-ray scattering studies of Mg・AT(D)P-induced hexamer to dimer dissociation in the reconstituted alpha3 beta3 complex of ATP synthase from thermophilic bacterium PS3." J.Biol.Chem.266. 11455-11460 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Shirakibara,Y.,Yohda,M.,Kagawa,Y.,Yokoyama,K.and Yoshida,M.: "Purification by dye-ligand chromatography and crystallization study of the F_1-ATPase and its major subunits alpha and beta,from a thermophilic bacterium PS3." J.Biochem.109. 466-477 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 香川 靖雄、玉田 寛、太田 敏子、浜本 敏郎: "好熱菌シャペロニンとATP合成酵素。" Cell Science. 7. 711-717 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 香川 靖雄、太田 成男、浜本 敏郎: "エネルギ-産生膜の形成と機能:シャペロニン類と遺伝子の役割。" 膜. 16. 212-222 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Kagawa,Y.: "Biocomputers--The Next Generation from Japan. Bioenergetics and biodevices" Chapman and Hall,New York,Translator:Norman,K., 375 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Kagawa,Y.,Ohta,S.,Hamamoto,T.,Harada,M Ito,Y.and Sato,M.: "New Era of Bioenergetics. The alphal betal heterodimer and molecular assembly of ATP synthase" Academic Press,New York,(Mukohata,Y.ed.), 560 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 香川 靖雄: "Regulation of mitochondrial ATP synthesis in mammalian cells by transcriptional control." Interntl.J.Biochemistry. 22. 219-229 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 香川 靖雄: "Cytosol type electrolyte medium suitable for long term growth of human cells with very low membrane potential." Biochem.Biophys.Res.Commun.169. 1217-1221 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Tomura,H.香川 靖雄: "Novel regulatory enhancer in the gene of the human mitochondrial ATP synthase beta subunit." J.Biol.Chem.265. 6525-6527 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Hayashi,H.: "Effects of ethidium bromide treatment of mouse cells on expression and assembly of nuclearーcoded subunits of complexes involved in oxidative phosphorylation." Biochem.Biophys.Res.Commun.167. 216-221 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Ito,Y.: "Smallーangle neutron scattering from the reconstituted TF_1 of H^+ーATPase from thermophilic bacterium PS3 with deuterated subunits." J.Molecular Biol.213. 289-302 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Kagawa,Y.: "Lipid metabolism of and energy transduction of cells cultured in serum free synthetic media." Advances in Membrane Fluidity. 8. 91-101 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 香川 靖雄: "岩波講座 分子生物科学7 エネルギ-の生産と運動" 岩波書店、東京, 189 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Kagawa,Y.: "In:Bioinstrumentation:Developments and Applications.(Stable oligomeric proteins for biosensors:Protein chemistry,gene engineering and electronics." SpringerーVerlag,New York and Berlin, 1563 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Muneyuki,E.,Kagawa,Y.and Hirata,H.: "Steady state Kinetics of proton translocation catalyzed by thermophilic F_0F_l ATPase reconstituted in planar bilayer membranes." J.Biol.Chem.264. 6092-6096 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Kagawa,Y.,Ohta,s.and Otawara-Hamamoto,Y.: "Alpha 3 beta 3 complex of thermophilic ATP synthase Catalysis without the gamma-subunit." FEBS Letters. 249. 67-69 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshimura,H.,Endo,S.,Matsumoto,M.,Nagayama,K.and Kagawa Y.: "Hexagonal structure of two-dimensional crystals of the alpha 3 beta 3 complex of thermophilic ATP synthase." J.Biochem.106. 958-960 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Endo,H.,Hasegawa,K.Narisawa,K.,Tada,K.Kagawa,Y.and Ohta,S.: "Defective gene in lactic acidodis:Abnormal pyruvate Dehydrogenase E_1 a-subunit caused by a frame shift." Am.J.Human Genetics. 44. 358-364 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Tomura,H.,Endo,H.,Kagawa,Y.and Ohta,S.: "Novel regulatory enhancer in the nuclear gene of the human mitochondrial ATP synthase beta-subunit." J.Biol.Chem.265. (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Ito,Y.,Harada,M.,Ohta,S.,Kagawa,Y.,Aono,O.,Schefer,J.et al: "Small-angle neutron scattering studies of the reconstituted TF_1 from thermophilic bacterium with deuterated subunits." J.Molecular Biol.(1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 香川靖雄: "岩波講座・分子生物科学第7巻エネルギ-の生産と運動" 岩波書店,

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Kagawa,Y.,Ohta,S.,Hirata,H.,Hamamoto,T.and Karube,I.: "Stable oligomeric proteins for biosensors:Protein chemistry,gene engineering and electronics." Springer-Verlag,Berlin., (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書

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公開日: 1989-04-01   更新日: 2019-02-15  

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