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異常血色素におけるタンパク質の構造変化と機能異常相関

研究課題

研究課題/領域番号 05670116
研究種目

一般研究(C)

配分区分補助金
研究分野 医化学一般
研究機関金沢大学

研究代表者

長井 雅子  金沢大学, 医療技術短期大学, 教授 (60019578)

研究分担者 中島 広志  金沢大学, 医療技術短期大学部, 助教授 (20020026)
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
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1994年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1993年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワードヘモグロビン / 紫外共鳴ラマン / 円偏光二色性 / 蛋白質構造 / ヘモグロビンの機能 / 芳香族アミノ酸 / 赤外分光 / 円二色性 / 異常血色素 / 共鳴ラマン
研究概要

X線結晶解析によると、Hbの四次構造変化、すなわちR(relaxed)→T(tense)転移は、α_1-β_1とα_1-β_2のサブユニット接触面のうち、主にα_1-β_2接触面で起こるといわれている。このα_1-β_2接触面にアミノ酸変異が起こると、Hbの協同性が失われることは、この面が重要であることを裏付けている。しかし、個々のアミノ酸が四次構造変化にともなって、どのような状態変化を起こしているかについての知見は非常に乏しい。
最近レーザー技術の発展により、高繰り返しで安定なUVレーザー光が得られるようになったこと、また弱いラマン線を高感度でキャッチする検出器が開発されたことにより、タンパク質の紫外光励起の共鳴ラマン(UVRR)の測定が可能になった。UVRRでは励起波長を選ぶことによって、アミド結合、Phe、Trp、Tyrなどの状態変化をそれぞれ選択的に解析できる。本研究では235nm励起によるUVRRでHbのR→T転移にともなうTrpとTyrの状態変化を調べた。HbのR→T転移にともないTrpのラマンバンドには主に強度の変化が、Tyrには波数のシフトがみられた。異常血色素Hb Hirose(β37Trp→Ser)のUVRRを測定することにより、DeoxyHb A中のβ37Trpのラマンスペクトルを抽出することに初めて成功した。それよりDeoxyHb Aにおけるβ37Trpは疎水的環境にあり強い水素結合を形成していることが示唆された。酸素結合にともなってこの状態に変化が起こり、R→T転移にともなう全Trpの変化の70%がこのβ37Trpによることが明らかとなった。また、Hb Hiroseのタンパク質の構造変化を円偏光二色性(CD)スペクトルにより調べ、機能と構造変化についても考察した。

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

    (23件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (23件)

  • [文献書誌] M.Nagai,S.Kaminaka,Y.Ohba,Y.Nagai,Y.Mizutani,T.Kitagawa: "Ultraviolet resonance Raman studies of quaternary structure of hemoglobin using a tryptophan β37 mutant." Journal of Bilogical Chemistry. 270. 1636-1642 (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
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Dong,M.Nagai,Y.Yoneyama,W.S.Caughey: "Determination of the amounts and oxidation states of Hemoglobins M Boston and M Saskatoon in single erythrocytes by infrared spectroscopy." Journal of Biological Chemistry. 269. 25365-25368 (1994)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Hirota,T.Ogura,K.Shinzawa-Itoh,S.Yoshikawa,M.Nagai,T.Kitagawa: "Vibrational assignments of the FeCO unit of CO-bound heme proteins revisited:Observation of a new CO-isotopesensitive Raman hand assignable to FeCO bonding fundamental." Journal of Physical Chemistry. 98. 6652-6660 (1994)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Nagai,T.Kitagawa: "Resonance Raman and circular dichroic spectra of Hemoglobin Hirose(β37Trp-Ser)." Journal of Inorganic Biochemistry. 51. 126- (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
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kitagawa,Y.Sakan,M.Nagai,T.Ogura,F.A.Fraunfelter,T.Kitagawa: "Time-resolved resonance Raman studies of recombination intermediates of CO-photodissociated myoglobin,hemoglobin and its E7 mutants." Journal of Inorganic Biochemistry. 51. 217- (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
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Lian,B.Locke,T.Kitagawa,M.Nagai,R.M.Hochstrasser: "Determination of Fe-CO geometry in the subunits of Hemoglobin M Boston using femtosecond infrared spectroscopy." Biochemistry. 32. 5809-5814 (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
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Nagai, S.Kaminaka, Y.Ohba, Y.Nagai, Y.Mizutani, T.Kitagawa: "Ultraviolet resonance Raman studies of quaternary structure of hemoglobin using tryptophan beta37 mutant" J.Biol.Chem.270 (4). 1636-1642 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Dong, M.Nagai, Y.Yoneyama, W.S.Caughey: "Determination of the amounts and oxidation states of Hemoglobins M Boston and M Saskatoon in single erythrocytes by infrared microspectroscopy" J.Biol.Chem.269 (41). 25365-26368 (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
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Hirota, T.Ogura, K.Shinzawa-itoh, S.Yoshikawa, M.Nagai, T.Kitagawa: "Vibrational assignments of the FeCO unit of CO-bound heme proteins revisited : Observation of a new CO-isotope-sensitive Raman band assignable to the FeCO bending fundamental" J.Phys.Chem.98 (26). 6652-6660 (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
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Nagai, T.Kitagawa: "Resonance Raman and circular dichroic spectra of Hemoglobin Hirose (Trp beta37->Ser)" J.lnorg.Biochem.51 (1&2). 126 (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
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kitagawa, Y.Sakan, M.Nagai, M.Ikeda-Saito: "Time-resolved resonance Raman studies of recombination intermediates of CO-dissociated myoglobin, hemoglobins and its E7 mutants" J.lnorg.Biochem.51 (1&2). 217 (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
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Lian, B.Locke, T.Kitagawa, M.Nagai, R.M.Hochstrasser: "Determination of Fe-CO geometry in the subunits of carbon monoxy Hb M Boston using femtosecond infrared spectroscopy" Biochemistry. 32 (22). 5809-5814 (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
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Nagai,S.Kaminaka,Y.Ohba,Y.Nagai,T.Kitagawa: "Ultraviolet resonance Raman studies of quaternary structure of hemoglobin using a tryptophan.β37 mutant." Journal of Biological Chemistry. 270. 1636-1642 (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] A.Dong,M.Nagai,Y.Yoneyama,W.S.Caughey: "Determination of the amounts and oxidation states of Hemoglobins M Boston and M Saskatoon in single erythrocytes by IR spectroscopy." Journal of Biological Chemistry. 269. 25365-25368 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] S.Hirota,T.Ogura,K.Ito,M.Nagai,T.Titagawa: "Vibrational assignments of the FeCO unit of CO‐bound heme proteins revisited." Journal of Physical Chemistry. 98. 6652-6660 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] M.Nagai,T.Kitagawa: "Resonance Raman and circular dichroic spectra of Hemoglobin Hirose(β3Trp‐Ser)." Journal of Inorganic Biochemistry. 51. 126 (1993)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kitagawa,Y.Sakan,M.Nagai,M.Ikeda‐Saito: "Time‐resolved resonance Raman studies of recombination intermediates of CO‐dissociated myoglobin,hemoglobins and E7 mutants" Journal of Inorganic Biochemistry. 51. 217 (1993)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] T.Lian,B.Locke,T.Kitagawa,M.Nagai,R.M.Hochst: "Determination of Fe‐CO geometry in the subunits of carbon monooxy Hb M Boston using femtosecond infrared spectroscopy." Biochemistry. 32. 5809-5814 (1993)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Lian,T.,Locke,B.,Kitagawa,T.,Nagai,M.& Hochstrasser: "Determination of Fe-CO geometry in the subunits of carbonmonoxy Hemoglobin M Boston using femtosecond infrared spectroscopy." Biochemistry. 32. 5809-5814 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Nagai,M.& Kitagawa,T.: "Resonance Raman and circular dichroic spectra of Hemoglobin Hirose(β37Trp→Ser)." Journal of Inorganic Biochemistry. 51. 126 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Kitagawa,T.,Sakan,Y.,Nagai,M.,Ogura,T.,Fraunfelter,F.A.,Mattera,R.& Ikeda-Saito,M.: "Time-resolved resonance Raman studies of recombination intermediates of CO-photo-dissociated myoglobin,hemoglobin and their E7 mutants." Journal of Inorganic Biochemistry. 51. 217 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 長井雅子: "ヘモグロビンM症" 生化学. 65. 1160-1164 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Hirota,S.,Ogura,T.,Shinzawa-Itoh,K.,Yoshikawa,S.,Nagai,M.& Kitagawa,T.: "Vibrational assignments of the FeCO unit of CO-bound heme proteins revisited:Observation of a new CO-isotope-sensitive Raman band assignable to the FeCO bending fundamental." Journal of Physical Chemistry. (in press). (1994)

    • 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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