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結晶構造解析とタンパク質工学を基礎としたコレステロールの臨床検査用酵素の開発研究

研究課題

研究課題/領域番号 05555223
研究種目

試験研究(B)

配分区分補助金
研究分野 生物・生体工学
研究機関大阪大学 (1995)
広島大学 (1993-1994)

研究代表者

室岡 義勝  大阪大学, 工学部, 教授 (60029882)

研究分担者 曽我部 行博  東洋紡績, バイオ研究所, 主席部員
平山 令明  東海大学, 開発工学部, 教授 (70238393)
山下 光男 (山下 光雄)  大阪大学, 工学部, 助手 (40220347)
研究期間 (年度) 1993 – 1995
研究課題ステータス 完了 (1995年度)
配分額 *注記
7,700千円 (直接経費: 7,700千円)
1995年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
1994年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
1993年度: 5,100千円 (直接経費: 5,100千円)
キーワードコレステロール / タンパク質工学 / 酵素活性部位 / コンピュータグラフィックス / 臨床検査用酵素 / 酵素の耐熱性 / 結晶構造解析 / 試験管内変異
研究概要

本研究は、成人の健康指標とされているコレステロール値の測定に使用される、コレステロール酸化酵素を遺伝子工学、タンパク質工学、タンパク質結晶解析学、及び酵素生産の立場から研究している研究者が共同で、長期使用に耐えられる安定な酵素に改良することを目的とした。本年度は以下の研究成果が得られた。
1。酵素タンパク質三次構造解析用ソフトの開発:コレステロール酸化酵素の分子構造の全部および一部を拡大して、パソコンで画像表示できるソフトを完成させた(平山)。
2。試験管内変異による酵素の構造と機能の解明:FAD結合、期質結合領域、酵素の安定性に寄与しているアミノ酸を、上記で開発したコンピューターグラフィックにより予測し(平山)、これらアミノ酸の置換を部位特異的変異法により行った。(室岡、山下)。その結果、ステロール基質およびFADの結合部位に関与するアミノを明らかにした。基質との親和性の向上した変異酵素も得られた。
3。酵素の耐熱性への改良:先に、放線菌の遺伝子を大腸菌で発現できるようにデザインし、大腸菌で大量発現させた(室岡、山下)。N末端部位を延長し、さらに変異をかけたところ、コレステロール酸化酵素は、熱に大幅に安定となったコレステロール酸化酵素に改良することに成功した。大腸菌で大量発現させることにも成功し、現在、この改良型酵素の工業生産に向けての開発が検討されている。
4。コレステロール酸化酵素のX線構造解析用結晶の育成:コレステロール酸化酵素を高純度に精製し(曽我部)、この試料を用いて結晶化条件を検討し、現在、X線結晶解析用の結晶が育ってきている(平山)。
4。このように、3年間で当初目的を達成し、100%以上の成果を上げることができた。

報告書

(4件)
  • 1995 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1994 実績報告書
  • 1993 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (43件)

  • [文献書誌] Molnar Istvan: "Bacterial cholesterol oxidases are able to act as flavoprotein-linked ketosteroid monooxygenases that catalyse the hydroxylation of cholesterol to 4-cholesten-6-ol-3-one." Molecular Microbiology. 7. 419-428 (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Molnar Istvan: "Nucleotide sequence analysis of a region upstream of the cholesterol oxidase cytochrome P_<450> operon of Streptomyces sp. SA-COO revealing repeating units coding for putative transmembrane and DNA-binding proteins." Journal of Fermentation and Bioengineering. 76. 257-264 (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Molnar Istvan: "Helix-turn-helix DNA-binding motifs of Streptomyces a cautionary note." Molecular Microbiology. 8. 783-787 (1993)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Molnar Istvan: "Molecular cloning,expression in Streptomyces lividans,and analysis of a gene cluster from Arthrobacter simplex encoding 3-ketosteroid-Δ^1-dehydrogenase,3-ketosteroid-Δ^5-isomerase,and a hypothetic regulatory protein." Molecular Microbiology. 15. 895-905 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wilmanska Danuta: "Identification of cholesterol oxidase from fast-growing Mycobacterial strains and Rhodococcus sp." Journal of Fermentation and Bioengineering. 79. 119-124 (1995)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nomura Nobuhiko: "Genetic modification of the Streptomyces cholesterol oxidase gene for expression in Escherichia coli and development of promoter-probe vectors for use in enteric bacteria." Journal of Fermentation and Bioengineering. 79. 410-416 (1995)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Choi Kwang-Pil: "Secretory overproduction of Arthrobacter simplex 3-ketosteroid-Δ^1-dehydrogenase by Streptomyces lividans with a multicopy shuttle vector." Applied Microbiology and Biotechnology. 43. 1044-1049 (1995)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Choi Kwang-Pil: "Purification and charactrization of the 3-ketosteroid-Δ^1-dehydrogenase of Arthobacter simplex cloned and produced in Streptomyces lividans." Journal of Biochemistry. 117. 1043-1049 (1995)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Cho Hyonju: "Introduction and expression of the Streptomyces cholesterol oxidase gene (choA),a potent insecticid all protein active against ball weevil larvae into tobacco cells." Applied microbiology and Biotechnology. 44. 133-138 (1995)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Olympia M.: "Characterization of starch hydrolyzing lactic acid bacteria isolated from a fermented fish and rice food,"Burong isda" and its amylolytic enzyme." Journal of Fermentation and Bioengineering. 80. 124-130 (1995)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 室岡義勝: "コレステロール酸化酵素-臨床検査薬から健康食品そして殺虫剤へ" バイオサイエンスとインダストリー. 54. 16-20 (1996)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Murooka Yoshikatsu: "Recent advances in studies on Streptomyces cholesterol oxidase and gene clusters involved in steroid catabolism in prokaryotes." Acti nomycetorogia. (in press). (1996)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Molnar, I., Hayashi, N., Choi, K.-P., Yamamoto, H., Yamashita, M.and Murooka, Y.: "Bacterial cholesterol oxidases are able to act as flavoprotein-linked ketosteroid monooxidases that catalyse hydroxylation of cholesterol to 4-cholesten-6-ol-3-one." Molec.Microbiol.7 (3). 419-428 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Molnar, I.and Murooka, Y.: "Nuceotide sequence analysis of a region upstream of the cholest-erol oxidase-cytochrome p450 operon of Streptomyces sp.SA-COO revealing repeating units coding for putative trans-membrane and DNA-binding proteins." J.Ferment.Bioeng.76 (4). 257-264 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Molnar, I.and Murooka, Y.: "Helix-turn-helix DNA-binding motifs of Streptomyces-a caution-ary note." Molec.Microbiol.8 (4). 783-787 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wilmanska, D., Dziadek, J., Sajduda, A., Miczarek, K., Jawoes-ki, A.and Murooka, Y.: "Identification of cholesterol oxidase from fast-growing mycobac-terial strains and Rhodococcus sp." J.Ferment.Bioeng.79 (2). 119-124 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nomura, N., Choi, K.-P., Yamashita, M., Yamamoto, H., and Murooka, Y.: "Genetic modification of the Streptomyces cholesterol oxidase gene for expression in Escherichia coli and development of promoter-probe vectors for use in enteric bacteria." J.Ferment.Bioeng.79 (5). 410-416 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Choi, K.-P., Molnar, I.and Murooka Y.: "Secretory overproduction of Arthrobacter simplex 3-ketosteroid DELTA1-dehydrogenase by Streptomyces Iividans with a multi-copy shuttle vector." Applied Microbiol.Biotechnol.43. 1043-1049 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Choi, K.-P., Molnar, I., Yamashita, M.and Murooka Y.: "Purification and characterization of the 3-ketosteroid-DELTA1-dehydrogenase of Arthrobacter simplex produced in Streptomyces lividans." J.Biochem.117. 1043-1049 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Cho, H.-J., Choi, K.-P., Yamashita, M., Morikawa, H.and Murooka Y.: "Introduction and expression of the Streptomyces cholesterol oxidase gene (choA) , a potent insectici-dal protein active against boll weevil larvae, into tobacco cells." Appl.Microbiol.Biotechnol.44. 133-138 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Rho, J.-H., Suzuki, H., Kumagai, H., Yamashita, M., Azakami, H.and Murooka, Y.: "Crystallization and preliminary X-ray analysis of copper amine oxidase from Escherichia coli" Journal of Molecular Biology. 58. 635-637 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Murooka, Y.: "A multi-useful enzyme, cholesterol oxidase" Bioscience and Bio-Industry. 54. 16-22 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Murooka, Y., Choi, K.-P., Molnar, I., Nomura, N., Cho, H.-J.and Yamashita, M.: "Recent advances in studies on Streptomyces cholesterol oxidase and gene cluster involved in steroid catabol-ism in prokaryotes." Actinomycetorogia. (in press). (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Molnar,Istvan: "Molecular cloning,expression in Streptomyces lividans,and analysis of a gene cluster from Arthrobacter simplex encoding 3-ketosteroid-Δ^1-dehydrogenase,3-ketosteroid-Δ^5isomerase,and a hypothetic regulatory protein." Molecular Microbiology. 15. 895-905 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Wilmanska,Danuta: "Identification of cholesterol oxidase from fast-growing Mycobacterial strains and Rhodococcus sp." Journal of Fermentation and Bioengineering. 79. 119-124 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Nomura,Nobuhiko: "Genetic modification of the Streptomyces cholesterol oxidase gene for expression in Escherichia coli and development of promoter-probe vectors for use in enteric bacteria" Journal of Fermentation and Bioengineering. 79. 410-416 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Choi,Kwang-Pil: "Secretory overproduction of Arthrobacter simplex 3-ketosteroi-Δ^1-dehydrogenase by Streptomyces lividans with a multicopy shuttle vector." Applied Microbiology and Biotechnology. 43. 1044-1049 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Choi,Kwang-Pil: "Purification and characterization of the 3-ketosteroid-Δ^1-dehydrogenase of Arthrobacter simplex cloned and produced in Streptomyces lividans." Journal of Biochemistry. 117. 1043-1049 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Molnar,Istvan: "Bacterial cholesterol oxidases are able to act as flavoprotein-linked keto steroid monooxygenases that catalyse the hydroxylation of cholesterol to 4-cholesten-6-ol-3-one" Molecular Microbiology. 7. 419-428 (1993)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Molnar,Istvan: "Nucleotide sequence analysis of a region upstream of the cholesterol oxidase-cytochrome P450 operon of Streptomyces sp.SA-COO revealing repeating units coding for putative transmembrane and DNA-binding proteins" Journal of Fermentation and Bioengineering. 76. 257-264 (1993)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Molnar,Istvan: "Helix-turn-helix DNA-binding motifs of Streptomyces-a cautionary note" Molecular Microbiology. 8. 783-787 (1993)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Molnar,Istvan: "Molecular cloning,expression in Streptomyces lividans,and analysis of a gene cluster from Arthrobacter simplex encoding 3-ketosteroid-Δ1-dehydrogenase,3-ketosteroid-Δ5isomerase,and a hypothetic regulatory protein." Molecular Microbiology. (印刷中). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Choi,Kwang-Pil: "Secretory overproduction of Arthrobacter simplex 3-ketosteroi-Δ1-dehydrogenase by Streptomyces lividans with a multicopy shuttle vector." Appl.Microbiol.Biotechnol.(印刷中). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Choi,Kwang-Pil: "Purification and characterization of the 3-ketosteroid-Δ1-dehydrogenase of Arthrobacter simplex cloned and produced in Streptomyces lividans." Journal of Biochemistry. (印刷中). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Murooka,Yoshikatsu: "Recombinant Microbes for Industrial and Agricultural Applications" Marcel Dkker,Inc.New York,U.S.A., 904 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Murooka,Yoshikatsu: "Cucumis sativus I,.(Cucumber):In vitro culture and the production of ascorbate oxidase" Biotechnology in Agriculture and foresty Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 15 (1993)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Molnar,Istvan: "Bacterial cholesterol oxidases are able to act as flavoprotein-linked ketosteroid monooxygenases that catalyse the hydroxylation of cholesterol to 4-cholesten-6-ol-3-one" Molecular Microbiology. 7. 419-428 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Molnar,Istvan: "Nucleotide sequence analysis of a region upstream of the cholesterol oxidase-cytochrome P450 operon of Streptomyces sp.SA-COO revealing repeating units coding for putative transmembrane and DNA-binding proteins" Journal of Fermentation and Bioengineering. 76. 257-264 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Molnar,Istvan: "Helix-turn-helix DNA-binding motifs of Streptomyces-a cautionary note Molecular Microbiology" Molecular Microbiology. 8. 783-784 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Molnar,Istvan: "Secretory production of homologous and heterologous proteins by recombinant Streptomyces:What has been accomplished?" Recombinant Microbes for Industrial and Agricultural Applications. 81-104 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Yamashita,Mitsuo: "Purification and characterization of monoamine oxidase from Klebsiella aerogenes" Journal of Fermentation and Bioengineering. 59. 347-350 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Murakami,Katsuji: "Cloning and characterization of the gene encoding glutamate 1-semialdehyde 2,1-aminomutase,which is inlved in δ-aminolevulinic acid synthesis in Propionibacterium freudenreichii" Applied Environmental Microbiology. 76. 289-295 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Murooka,Yoshikatsu: "Recombinant Microbes for Industrial and Agricultural Applications" Marcel Dkker,Inc.New York,U.S.A., 904 (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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