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タンパク質の分断による構造機能ユニットの検索

研究課題

研究課題/領域番号 09480154
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造生物化学
研究機関東京薬科大学

研究代表者

大島 泰郎  東京薬科大学, 生命科学部, 教授 (60167301)

研究期間 (年度) 1997 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
11,500千円 (直接経費: 11,500千円)
1999年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
1998年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
1997年度: 5,000千円 (直接経費: 5,000千円)
キーワードトリプトファン合成酵素 / 構造ユニット / 分断酵素 / イソプロピルリンゴ酸デヒドロゲナーゼ / TIMバレル / キメラ酵素 / ドメイン / タンパク質構造ユニット / ランダム変異 / trpA
研究概要

遺伝子工学手法を用いてタンパク質を分断し、その中から活性を保持している分断酵素を探索することによって、分断可能な部位を定め、タンパク質の機能および構造の単位を推論しようという研究を展開した。特に、一次配列上ランダムに切れ目を入れて立体構造の構成単位を探ることを目的として研究を開始した。このため、昨年までに酵素タンパク質をコードしている遺伝子上の任意の位置に停止コドン、開始コドンからなるリンカーを挿入する方法を開発した。大腸菌のトリプトファン合成酵素をモデル酵素タンパク質として、分断化ライブラリーを作成し、トリプトファンを欠く培地から選択することによって、酵素活性を保持している分断化酵素が取得できるようになった。今年度は多くの変異体を取得することに成功した。こうして、TIMバレル型の立体構造を持つトリプトファン合成酵素は多くの切断可能な部位を持つことが明らかとなった。得られた分断酵素の多くは二つのフラグメントが重複した部分を含んでおり、古典的なプロテアーゼを用いたニックを入れた酵素の場合とは異なる結果となった。切断点はループ部分に多く、これは予想されたとおりである。分断化酵素の精製も試みているが、成功には至っていない。一方、高度好熱菌のイソプロピルリンゴ酸デヒドロゲナーゼをモデルとして、そのドメイン構造を指標として、遺伝子に切れ目を入れることから分断酵素の調製を試みているが、発現産物が不安定なためか切断ペプチドが得られていない。なお、条件を検討中である。

報告書

(4件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (33件)

  • [文献書誌] A.CHIBA et al.: "Coenzyme Activity of NAD Analogs for 3-Isopropylmalate Dehydrogenase from Thermus thermophilus HB8."Biosci. Biotechnol. Biochem.. 63(9). 1647-1649 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Nathaniel et al.: "Structural Conservation of the Isolated Zinc Site in Archaeal Zinc-containing Ferredoxins as Revealed by X-ray Absorption Spectroscopic Analysis and Its Evolutionary Implications."J.Biol. Chem.. 274(33). 23160-23168 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.AKANUMA et al.: "Further Improvement of the Thermal Stability of a Partially Stabilized Bacillus subtilis 3-Isopropylmalate Dehydrogenase Variant by Random and Site-Directed Mutagenesis."Eur.J.Biochem.. 260. 499-504 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.NISHIHARA et al.: "sn-Glyceol-1-Phosphate-Forming Activities in Archaea : Separation of Archaeal Phospholipid Biosynthesis and Glycerol Catabolism by Glycerophosphate Enantiomers."J.Bacteriol.. 181[4]. 1330-1333 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] C.MOTONO et al.: "Urea-Induced Unfolding and Conformational Stability of 3N-Isopropylmalate Dehydrogenase from the Thermophile Thermus thermophilus and Its Mesophilic counterpart from escherichia cc"Biochemistry. 38{4}. 1332-1337 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.IWASAKI et al.: "in "Flavinsand Flavoproteins 1999""Rudolf Weber, Berlin. 7 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.IWASAKI et al.: "Respiratory Complex II from the Thermophilic Archaeon, Sulfolobus sp.Strain 7 : Genes and Protein."in "Flavins and Flavoproteins 1999" (eds.by S.Ghisla et al.) Rudolf Weber, Berlin. 779-786

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.CHIBA et al.: "Coenzyme Activity of NAD Analogs for 3-Isopropylmalate Dehydrogenase from Thermus thermophilus HB8."Biosci.Biotechnol.Biochem.. 63(9). 1647-1649 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Nathaniel et al.: "Structural Conservation of the Isolated Zinc Site in Archaeal Zinc-containing Ferredoxins as Revealed by X-ray Absorption Spectroscopic Analysis and Its Evolutionary Implications."J.Biol.Chem.. 274(33). 23160-23168 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.AKANUMA et al.: "Further Improvement of the Thermal Stability of a Partially Stabilized Bacillus subtilis 3-Isopropylmalate Dehydrogenase Variant by Random and Site-Directed Mutagenesis."Eur.J.Biochem.. 260. 499-504 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] C.MOTONO et al.: "Urea-Induced Unfolding and Conformational Stability of 3N-Isopropylmalate Dehydrogenase from the Thermophile Thermus thermophilus and Its Mesophilic counterpart from escherichia coli."Biochemistry. 38{4}. 1332-1337 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.NISHIHARA et al.: "sn-Glyceol-1-Phosphate-Forming Activities in Archaea : Separation of Archaeal Phospholipid Biosynthesis and Glycerol Catabolism by Glycerophosphate Enantiomers."J.Bacteriol.. 181[4]. 1330-1333 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.CHIBA et al.: "Coenzyme Activity of NAD Analogs for 3-Isopropylmalate Dehydrogenase from Thermus thermophilus HB8"Biosci.Biotechnol.Biochem.. 63(9). 1647-1649 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] J.Nathaniel et al.: "Structural Conservation of the Isolated Zinc Site in Archaeal Zinc-containing Ferredoxins as Revealed by X-ray Absorption Spectroscopic Analysis and Its Evolutionary Implications"J.Biol.Chem.. 274(33). 23160-23168 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S.AKANUMA et al.: "Further Improvement of the Thermal Stability of a Partially Stabilized Bacillus subtilis 3-Isopropylmalate Dehydrogenase Variant by Random and Site-Directed Mutagenesis"Eur.J.Biochem.. 260. 499-504 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M.NISHIHARA et al.: "sn-Glyceol-1-Phosphate-Forming Activities in Archaea:Separation of Archaeal Phospholipid Biosynthesis and Glycerol Catabolism by Glycerophosphate Enantiomers"J.Bacteriol.. 181[4]. 1330-1333 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] C.MOTONO et al.: "Urea-Induced Unfolding and Conformational Stability of 3N-Isopropylmalate Dehydrogenase from the Thermophile Thermus thermophilus and Its Mesophilic counterpart from escherichia coli"Biochemistry. 38{4}. 1332-1337 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.IWASAKI et al.: "in "Flavins and Flavoproteins 1999""Rudolf Weber,Berlin. 7 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Wallon, G.: "Crystal structure of Escherichia coli and Salmonella typhimurium 3-isopropylmala te dehydrogenase and comparison with their thermophilic counterpart from Thermus thermophilus." J. Mol. Biol.266. 1016-1031 (1997)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Akanuma, S.: "Serial increase in the thermal stability of 3-isopropylmalate dehydrogenase from Bacillus subtilis by experimental evolution." Protein Sci.7. 698-705 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Akanuma, S.: "Effect of polar side chains at position 172 on thermal stability of 3-isopropylm alate degydrogenas e from Thermus thermophilus." FEBS Lett.410. 141-144 (1997)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Suzuki, T.: "Screening of a mutant plasmid with high expression efficiency of GC-rich leuB ge ne of an extreme thermophile, Thermus thermophilus, in Eschericha coli." J.Biochem.121. 1031-1034 (1997)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] M.TAMAKOSHI, et al.: "A New Thermus-Escherichia coli Shuttle Integration Vector System." J.Bacteriol.,. 179〔15〕. 4811-4814 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] M.ISHIDA, et al.: "Highly efficient production of enzymes of an extreme thermophile,Thermus thermophilus:A practical method to overexpress GC-rich genes in Escherichia coli." Extremephiles,. 1〔3〕. 157-162 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.FUJII, et al.: "The crystal structure of zinc-containing ferredoxin from the thermoacidophilic archaeon Sulfolobus sp.Strain 7." Biochemistry,. 36〔6〕. 1505-1513 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] C.Qu, et al.: "A mutation at the interface between domains causes rearrangement of fomains in 3-isopropylmalate dehydrogenase." Protein Eng.10〔1〕. 45-52 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] A.CHIBA, et al.: "Synthesis of Conformationally Restricted Substrate Analogs and Their Interaction with 3-Isopropylmalate Dehydrogenase Derived from Thermus thermophilus." Tetahedron,. 53〔10〕. 3537-3844 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] G.WALLON, et al.: "Purification,catalytic properties and thermostability of 3-isopropylmalate dehydrogenase from Escherichia coli." Biochim.Biophys.Acta,. 1337. 105-112 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] G.WALLON, et al.: "Crystal structure of Escherichia coli and Salmonella typhimurium 3-isopropylmalate dehydrogenase and comparison with their thermophilic counterpart from Thermus thermophilus." J.Mol.Biol.,. 266〔5〕. 1016-1031 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.SUZUKI, et al.: "Screening of a mutant plasmid with high expression Efficiency of GC-rich leuB gene of an extreme thermophile,Thermus thermophilus,in Escherichia coli." J.Biochem.,. 121〔6〕. 1031-1034 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] M.AOSHIMA & T.OSHIMA: "Purification and characterization of isocitrate dehydrogenase from a hyperthermophilic archaebacyterium,Caldococcus noboribetus." Biochim.Biopys.Acta,. 1340. 227-234 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] M.AOSHIMA & T.OSHIMA: "Stabilization of Escherichia coli isopropylmalate dehydrogenase by single amino acid substitution" Protein Eng.,. 10〔3〕. 249-254 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.SUZUKI, et al.: "Molecular and Phylogenetic Characterization of Isopropylmalate Dehydrogenase of a Thermoacidophilic archaeon,Sulfolobus sp.Strain 7." J.Bacteriol.,. 179〔4〕. 1174-1179 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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