| 研究課題/領域番号 |
06302085
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 総合 |
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| 研究分野 |
生物物理学
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| 研究機関 | 埼玉大学 |
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研究代表者 |
伏見 譲 埼玉大学, 工学部, 教授 (80011641)
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| 研究分担者 |
柳川 弘志 三菱化学, 生命科学研究所, 室長
森島 績 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50026093)
郷 道子 (郷 通子) 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70037290)
ト部 格 (卜部 格) 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60029246)
大島 泰郎 東京薬科大学, 生命科学部, 教授 (60167301)
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| 研究期間 (年度) |
1994 – 1996
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| 研究課題ステータス |
完了 (1996年度)
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| 配分額 *注記 |
13,900千円 (直接経費: 13,900千円)
1996年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
1995年度: 5,100千円 (直接経費: 5,100千円)
1994年度: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
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| キーワード | 進化分子工学 / 実験分子進化 / 試験管内分子進化 / 配列空間 / 適応歩行 / 適応度の地形 / モジュールシャフリング / 耐熱性酵素 / 競争的共存 / モジュールシャクリング / 耐熱化酵素 / 配列空間の適応歩行 / ウイルス型対応づけ / 高分子工学 / 階層的分子進化 / エクソンシャフリング / 耐熱静翼酵素 / キメラ蛋白 |
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| 研究概要 |
1.多値配列空間上の理想適応度地形の理論を作り、多くの実験データがこの理論と矛盾しない事を示し、その最適適応歩行法を示した。一蛋白が多段反応に関与する場合も、段数に相当する歩幅で歩行すれば、富士山型と見なしうる。 2.遺伝子型・表現型対応付けにおけるウイルス的戦略が、翻訳系の起源を駆動しうること、また、in vitroウイルスの設計指針と有効性を示した。3.カタラーゼの野性型近傍では、熱安定性の地形は単峰性で高度は高いが、触媒活性の地形はそうではない事、ペルオキシダーゼ活性の地形と重畳していることを示した。C末端にランダム配列を付加し、配列空間の次元を上げると、さらに高く登れる。 4.常温菌と好熱菌のキメラであるイソプロピルリンゴ酸脱水素酵素を出発材料として、高度好熱菌内で培養し、耐熱化蛋白へ進化させた。耐熱化部位を解析し、好熱菌蛋白をさらに耐熱化した。立体構造データから耐熱化機構を解明し、進化的アプローチの優秀性を実証した。5.モジュールを分類し、機能の異なる蛋白間に共有されるものを特定する見通しを立てた。この例として、DNAリン酸基結合モジュールを見いだした。また、分子動力学計算でバルナーゼのモジュールが水中で力学的に安定性であることを示し、モジュールの部品としての安定性を示した。6.ヘモグロビンサブユニット界面付近に存在し、4量体形成に寄与していると考えられるモジュールM4をα鎖、β鎖、ミオグロビン間で置換したキメラ分子を作り、モジュールが構造及び機能の単位であることを示した。7.モジュールをかき混ぜる「マルチリコンビナントPCR」法を開発した。 8.大腸菌変異体の競争連続培養実験において、相互作用による競争的共存を見出した。9.細胞分化モデルのシミュレーションを通して、内部状態をもち、相互作用しつつ増殖する集団が、自発的分化、集団レベルの安定性、再帰的な増殖の形成をすることを示した。
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