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モジュール置換に基づく新機能ヘム蛋白質分子の設計と合成

研究課題

研究課題/領域番号 07409003
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 広領域
研究機関京都大学

研究代表者

森島 績  京都大学, 工学研究科, 教授 (50026093)

研究分担者 高橋 聡  京都大学, 工学研究科, 助手 (30283641)
石森 浩一郎  京都大学, 工学研究科, 助教授 (20192487)
研究期間 (年度) 1995 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
30,700千円 (直接経費: 30,700千円)
1997年度: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
1996年度: 5,900千円 (直接経費: 5,900千円)
1995年度: 20,000千円 (直接経費: 20,000千円)
キーワードモジュール / エクソンシャフリング / グロビン蛋白質 / エクソンジャフリング
研究概要

本研究課題で得られた主な研究成果は以下の2点である。
1)グロビン蛋白質間及びペルオキシターゼ類間でのモジュール置換ヘモグロビンサブユニット間、ヘモグロビンサブユニットとミオグロビン間、西洋わさびペルオキシターゼとシトクロムcペルオキシターゼ間でモジュール置換を行い、そのモジュール置換グロビンの構造安定性、構造解析、会合特性、酵素活性などのキャラクタリゼーションを行った。その結果、モジュール置換は多くの場合蛋白質構造の著しい不安定化をもたらし、期待される構造や機能の発現に至らなかった。このことは、構造、機能変換を目指したモジュール置換においては単にモジュールを交換するだけではなく、モジュール間の相互作用も十分考慮する必要があることを示している。
2)グロビン蛋白質における新たなモジュール構造の同定従来のモジュールの境界面とは異なった部位を境界面とする、新たなアミノ酸配列の単位でグロビン鎖の組換えを行ったところ、従来提唱されていたモジュールは最小の構造単位ではなく、さらにそれぞれのモジュールが2個に分割できることを実験的に示唆することができた。そこで実際に、従来の約半分の長さのアミノ酸配列の単位(サブモジュール)のうち、ヘム鉄に配位したヒスチジンを含む領域(サブモジュールm6)に注目し、いくつかのサブモジュールm6置換グロビン蛋白質を作製したところ、このサブモジュールm6の置換はヘムの電子状態やヘム鉄に配位したヒスチジンの配向に大きな影響を与えることが明らかになった。このことはサブモジュールm6が「ヘム結合モジュール」というべき構造単位であることを示している。

報告書

(4件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (19件)

  • [文献書誌] Matsui, T., Nagano, S., Ishimori, K, et al.: "Preparation and Reaction of Myoglobin Mutants Bearing Both Proximal Cysteine Ligand and Hydrophobic Distal Cavity : Protein Models for the Active Site of P-450" Biochemistry. 35. 13118-13124 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nagano, S., Tanaka, M., Ishimori, K., et al.: "The Catalytic Roles of the Distal Site Asparagine-Histidine Couple in Peroxidases" Biochemistry. 35. 14251-14258 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tanaka, M., Ishimori, K., Morishima, I.: "The Distal Glutamic Acid As Acid-Base Catalyst in the Distal Site of Horseradish Peroxidase" Biochem.Biophys.Res.Commun. 227. 393-399 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wakasugi, K., Ishimori, K., Morishima, I.: ""Module"-substituted Globins : Artificial Exon Shuffling Among Myoglobin,Hemoglobin α-and β-subunits" Biophys.Chem.68. 265-273 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Inaba, K., Wakasugi, K., Ishimori, K., Konno, T., Kataoka, M., Morishima, I.: "Structural and Functional Roles of Modules in Hemoglobin.-Substitution of Module M4 in Hemoglobin Subunits-" J.Biol.Chem.272. 30054-30060 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Inaba, K., Ishimori, K., Imai, K., Morishima, I.: "Ststructural and Functional Effects of Pseudo-module Substitution in hemoglobin Subunits : New Structural and Functional Units in Globin Structure" J.Biol.Chem.273(印刷中). (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matsui, T., Nagano, S., Ishimori, K., et al.: "Preparation and Reaction of Myoglobin Mutants Bearing Both Proximal Cysteine Ligand and Hydrophobic Distal Cavity : Protein Models for the Active Site of P-450" Biochemistry. 35. 13118-13124 (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
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nagano, S., Tanaka, M,Ishimori, K., et al.: "The Catalytic Roles of the Distal Site Aspargine-Histidine Couple in Peroxidases" Biochemistry. 35. 14251-14258 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tanaka, M., Ishimori, K., Morishima, I.: "The Distal Glutamic Acid As Acid-Base Catalyst in the DIstal Site of Horseradish Peroxidese" Biochem.Biophys.Res.Commun.227. 393-399 (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
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wakasugi, K., Ishimori, K., Morishima, I.: ""Module"-substituted Globins : Artificial Exon Shuffling Among Myoglobin, Hemoglobin alpha-and beta-subunits" Biophys.Chem.68. 265-273 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Inaba, K., Wakasugi, K., Ishimori, K., et al.: "Structural and Functional Roles of Modules in Hemoglobin. -Substitution of Module M4 in Hemoglibin Subunits-" J.Biol.Chem. 272. 30054-30060 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Inaba, K., Ishimori, K., Imai, K., Morishima, I.: "Structural and Functional Effects of Pseudo-module Substitution in hemoglobin Subunits : New Structural and Functional Units in Globin Structure" J.Biol.Chem. 272 (in press). (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wakasugi,K., Ishimori,K., Morishima,I.: ""Module"-substituted Globins : Artificial Exon Shuffling Among Myoglobin,Hemoglobin α-and β-subunits" Biophys. Chem.68. 265-273 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Inada,K., Wakasugi,K., Ishimori,K., Konno,T., Kataoka,M., Morishima,I.: "Structural and Functional Roles of Modules in Hemoglobin. -Substitution of Module M4 in Hemoglobin Subunits-" J.Biol. Chem.272. 30054-30060 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Inada,K., Ishimori,K., Imai,K., Morishima,I.: "Structural and Functional Effects of Pseudo-module Substitution in hemoglobin Subunits : New Structural and Functional Units in Globin Structure" J.Biol.Chem.273(印刷中). (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Matsui,T: "Preparation and Reaction of Myoglobin Mutants Bearing Both Proximal Cysteine Ligand and Hydrophobic Distal Cavity : Protein Models for the Active Site of P-450" Biochemistry. 35. 13118-13124 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Nagano,S: "The Catalytic Roles of the Distal Site Asparagine-Histidine Couple in Peroxidases" Biochemistry. 35. 14251-14258 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Tanaka,M: "The Distal Glutamic Acid As Acid-Base Catalyst in the Distal Site of Horseradish Peroxidase" Biochem.Biophys.Res.Commun. 227. 393-399 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Morishima, I: "NMR Studies on Recombinant Cytochrome P450cam Mutants" Biochimie. (印刷中). (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書

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公開日: 1995-04-01   更新日: 2016-04-21  

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