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カルボキシルプロテアーゼ:プロクターゼAおよびBの機能構造と触媒機構の比較解析

研究課題

研究課題/領域番号 05453209
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 構造生物化学
研究機関東京大学

研究代表者

高橋 健治 (高橋 建治)  東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (70011533)

研究分担者 村松 知成  東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (70212256)
井上 英史  東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (20184765)
田之倉 優  東京大学, 生物生産工学センター, 教授 (60136786)
研究期間 (年度) 1993 – 1994
研究課題ステータス 完了 (1994年度)
配分額 *注記
7,500千円 (直接経費: 7,500千円)
1994年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
1993年度: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
キーワードプロクターゼA / プロクターゼB / カルボキシルプロテアーゼ / 部位特異的変異導入法 / 自己触媒的活性化 / 活性中心アスパラギン酸残基 / NMR / X線結晶構造解析 / カルボキシル プロテアーゼ / 活性中心カルボキシル基 / 前駆体活性化 / 部位指定突然異導入法 / アスパラギン酸プロテアーゼ / 部位指定突然変異導入法
研究概要

1.プロクターゼAについて種々の特異的化学修飾試薬を用い機能残基の検索を行った。この結果、カルボキシル基の修飾によってのみ酵素は失活し、他の残基(ヒスチジン,リシン,トリプトファンなど)は活性発現に直接関与しないことが明らかになった。部位特異的変異導入法により、主要なAspおよびGluをAsn,Glnに変換した結果,重鎖のAsp14およびAsp111が触媒基である可能性が示唆された。
2.プロクターゼBのcDNAをクローニングし、塩基配列決定により全一次構造を推定した。また、大腸菌およびB.brevisによる発現分泌系を確立し、その前駆体が酸性条件下で自己触媒的に活性化することを示すとともに,部位特異的変異導入法によりプロペプチドの36位リシンがプロ体の構造安定化に,また32位アルギニンが活性化に重要であることを明らかにした。
3.プロクターゼAの大腸菌による発現系を確立し、酸性条件下でプロクターゼBと同様、自己触媒的に活性化することを示し、活性化様式を解析した。
4.プロクターゼAのpHおよび熱変性特性をNMR,CDなど種々の方法で比較解析し、その変性特性を明らかにした。
5.プロクターゼAの軽鎖のNMR解析により、プロトンの全シグナルの帰属を行い、立体構造を推定した。また、クロコウジカビによる異種核置換体の調製法を確立し、多次元NMRによる立体構造解析を進めた。
6.プロクターゼAの基質特異性を酸化インシュリンB鎖等を基質にして詳細に解析し、ユニークな特異性を明らかにした。また、阻害性ペプチドとの相互作用をNMR法により解析した。
7.プロクターゼAの重金属(Pt,Hg)置換体の結晶化を行い,X線結晶構造解析を行い、立体構造解明を進めた。

報告書

(3件)
  • 1994 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1993 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (32件)

  • [文献書誌] Masaru Tanokura: "A New Crystal Form of Proteinase A,a Non-Pepsin-Type Acid Proteinase from Aspergillus niger var.macrosporus" Journal of Biochemistry. 114. 457-458 (1993)

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    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masaru Tanokura: "Crystallographic Study of Proteinase A,a Non-Pepsin-Type Acid Proteinase from Aspergillus niger var.macrosporus" Photon Factory Report. 11. 110-110 (1993)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hideshi Inoue: "Aspergillus niger var.macrosporus Proteinase B.cDNA Cloning,Expression,Folding and Autoprocessing of the Proenzyme" Advances in Experimental Medicine and Biology. 362(in press). (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takaaki Hayashi: "Expression and Secretion of Recombinant Aspartic Proteinases by Bacillus brevis" Advances in Experimental Medicine and Biology. 362(in press). (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Naofumi Kagami: "Expression in E.coli of Aspergillus niger var.macrosporus,a Non-Pepsin-Type Acid Proteinase" Advances in Experimental Medicine and Biology. 362(in press). (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroshi Sasaki: "X-Ray Crystallographic Study of a Non-Pepsin-Type Acid Proteinase,Aspergillus niger Proteinase A" Advances in Experimental Medicine and Biology. 362(in press). (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masaki Kojima: "Conformation Analysis of Non-Pepsin-Type Acid Proteinase from the Fungus Aspergillus niger by NMR" Advances in Experimental Medicine and Biology. 362(in press). (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Jing-Fang Lu: "Molecular Cloning of a cDNA for Proctaase B from Aspergillus niger var.macrosporus and Sequence Comparison with Other Aspergillopepsins I" Bioscience,Biotechnology and Biochemistry. 59(in press). (1995)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kenji Takahashi: "Proteinase A(Aspergillus niger)" Methods in Enzymology. 248. 146-155 (1995)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Harumi Fukuda: "Differential Scanning Calorimetric Studies of the Thermal Unfolding of Acid Proteinase A from Aspergillus niger at Various pHs" Thermochimica Acta. (in press). (1995)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masaru Tanokura, Hiroshi Sasaki, Tomonari Muramatsu, So Iwata, Toru Hamaya, Toshio Takizawa and Kenji Takahashi: ""A New Crystal Form of Proteinase A,a Non-Pepsin-Type Acid Proteinase from Aspergillus niger var.macrosporus"" J.Biochem.114. 457-458 (1993)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masaru Tanokura, Hiroshi Sasaki, Tomonari Muramatsu, Atsushi Nakagawa and Kenji Takahashi: ""Crystallographic Study of Proteinase A,a None-Pepsin-Type Acid Proteinase from Asperillus niger var.macrosporus"" Photon Factory Report. 11. 110-110 (1993)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hideshi Inoue, Jing-Fang Lu, Senarath B.P.Athauda, Kwang-Hoon Kong, Takaharu Hayashi, Takao Kimura, Osamu Makabe and Kenji Takahashi: ""Aspergillus niger var.macrosporus Proteinase B.cDNA Cloning, Expression, and Activation of the Proenzyme"" Adv.Exp.Med.Biol.362 (in press). (1994)

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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takaharu Hayashi, Hideshi Inoue, Masashi Kato, Shigezo Udaka and Kenji Takahashi: ""Expression and Secretion of Recombinant Aspartic Proteinases by Bacillus brevis"" Adv.Exp.Med.Biol.362 (in press). (1994)

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    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Naofumi Kagami, Hideshi Inoue, Takao Kimura, Osamu Makabe and Kenji Takahashi: ""Expression in E.coli of Aspergillus niger var.macrosporus Proteinase A,a Non-Pepsin Type Acid Proteinase"" Adv.Exp.Med.Biol.362 (in press). (1994)

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    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroshi Sasaki, Masaru Tanokura, Tomonari Muramatsu, Atsushi Nakagawa, So Iwata, Toru Hamaya, Toshio Takizawa, Toshiaki Kono and Kenji Takahashi: ""X-Ray Crystallographic Study of a Non-Pepsin-Type Acid Proteinas Aspergillus niger Proteinase A"" Adv.Exp.Med.Biol.362 (in press). (1994)

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    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masaki Kojima, Masaru Tanokura, Yutaka Muto, Hiroshi Miyano, Ei-ichiro Suzuki, Toru Hamaya, Toshio Takizawa, Toshiaki Kono and Kenji Takahashi: ""Conformation Analysis of Non-Pepsin-Type Acid Protienase from the Fungus Aspergillus niger by NMR"" Adv.Exp.Med.Biol.362 (in press). (1994)

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    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Jing-Fang Lu, Hideshi Inoue, Takao Kimura, Osamu Makabe and Kenji Takahashi: ""Molecular Cloning of a cDNA from Aspergillus niger var.macrosporus and Sequence Comparison with other Aspergillopepsins I."" Biosci, Biotech.Biochem.59 (in press). (1995)

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    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kenji Takahashi: ""Proteinase A (Aspergillus niger)"" Methods in Enzymology, Proteolytic Enzymes, Part E : Aspartic, Metallo and Other Peptidases (A,J.Barrett, ed.)Academic Press, Orlando. 248. 146-155 (1995)

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    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Harumi Fukada, Katsutada Takahashi, Michio Sorai, Masaki Kojima, Masaru Tanokura and Kenji Takahashi: ""Differential Scanning Calorimetric Studies on the Thermal Unfolding of Acid Proteinase A from Aspergillus niger at Various pHs"" Thermochim.Acta. (in press). (1995)

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    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takashi Hamabata: "Purification,Characterization,and Localization of Follipsin,a Novel Serine Proteinase from the Fluid of Porcine Ovarian Follicles" Journal of Biological Chemistry. 269. 17899-17904 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Masashi Matsushima: "Structural Characterization of Porcine Enteropeptidase" Journal of Biological Chemistry. 269. 19976-19982 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Masaki Kojima: "Thermal Stabilization of Ribonuclease T_1 by Carboxymethylationat Glu-58 as Revealed by ^1H Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy" FEBS Letters. 351. 389-392 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Yuichi Tsuchiya: "Purification and Characterization of a Novel Membrane-Bound Arginine-Specific Serine Proteinase from Porcine Intestinal Mucosa" Jaurnal of Biological Chemistry. 269. 32985-32991 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Yong-Tae Kim: "Leader Peptidase from Escherichia coli.Overexpression,Chracterization and Inactivation by Modification of Tryptophan Residues 300 and 310 with N-Bromosuccinimide" Journal of Biochemistry. 117(in press). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Gwang-Ho Jeohn: "Purification and Characterization of a Vasoactive Intestinal Polypeptide-Degrading Endoprotease from Porcine Antral Mucosal Membranes" Journal of Biological Chemistry. 270(in press). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Takashi Uchino: "Isolation and Characterization of a Novel Serine Proteinase Complexed with α_2-Macroglobulin from Porcine Gastric Mucosa" Journal of Biological Chemistry. 268. 527-533 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Takayuki Takahashi: "Cleavage Specificity and Inhibition Profile of Proteasome Isolated from the Cytosol of Xenopus Oocyte" Journal of Biochemistry. 113. 225-228 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshiaki Tamanoue: "Purification and Characterization of Two Isoforms of Serine Proteinase from the Microsomal Membranes of Rat Liver" Journal of Biochemistry. 113. 229-235 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Senarath B.P.Athauda: "Inhibition of Cathepsin E by α_2-Macroglobulin and the Resulting Structural Changes in the Inhibitor" Journal of Biochemistry. 113. 526-530 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Senarath B.P.Athauda: "Entrapment and Inhibition of Human Immunodeficiency Virus Proteinase by α_2-Macroglobulin and Structural Changes in the Inhibitor" Journal of Biochemistry. 113. 742-746 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Masaru Tanokura: "A New Crystal Form of Proteinase A,a Non-Pepsin-Type Acid Proteinase from Aspergillus niger var macrosporus" Journal of Biochemistry. 114. 457-458 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書

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公開日: 1993-04-01   更新日: 2016-04-21  

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