| 研究課題/領域番号 |
10480171
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機能生物化学
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
伊藤 明夫 九州大学, 大学院・理学研究院, 教授 (30037379)
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| 研究分担者 |
北田 栄 九州大学, 大学院・理学研究院, 助手 (20284482)
荻島 正 九州大学, 大学院・理学研究院, 助教授 (70177153)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 2000
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| 研究課題ステータス |
完了 (2000年度)
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| 配分額 *注記 |
12,500千円 (直接経費: 12,500千円)
2000年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1999年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
1998年度: 8,100千円 (直接経費: 8,100千円)
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| キーワード | プロセシングペプチダーゼ / プロセシング / 前駆体蛋白質 / ミトコンドリア / X線結晶解析 / 基質認識 / トリパノソーマ / リケッチア / X線構造解析 / 前駆体タンパク質 / ペプチド基質 / ヒドロゲノソーム |
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| 研究概要 |
寄生原核生物に由来し、進化的に関連あるオルガネラのプロセシングにおける前駆体とペプチダーゼとの特異的分子認識や切断位置決定に関与する双方の構造要素とそれらの相互作用、活性部位の構造、反応機構を理解することを目標とした。
1.ミトコンドリア
a.いくつかの前駆体タンパク質の延長ペプチドを例に、系統的にアミノ酸を変換した合成ペプチドを用いてペプチダーゼとの親和性や切断(氷解)反応速度を定量的に解析した。本研究では特に、切断位置よりカルボキシ末端側の2位、3位、及び4位のアミノ酸について解析した。これらの位置には親水性、とくにセリン、スレオニン等の水酸基を持つアミノ酸の存在が切断反応そのものに(kcat)に重要であることを示した。
b.蛍光標識ペプチド基質と精製酵素との相互作用(蛍光エネルギー移動効率)の解析から、延長ペプチド中の近位および遠位アルギニンはその距離が5-10アミノ酸離れていてもこれらをを介して、酵素内の同じ位置に結合していることを示し、その間に存在するグリシンによるペプチド鎖のフレキシビリティの重要性を示唆した。
c.酵素と前駆体との変異蛋白質の解析から、近位アルギニンの結合相手と考えられる酵素側のグルタミン酸残基を同定した。
d.酵素及び酵素と基質ペプチド複合体の結晶構造解析を行い、高次構造を決定した。複合体の構造は上記b及びcの結果を説明するものであり、構造と機能から一致した結果が得られた。
2.原生動物
リケッチアおよびトリパノソーマ遺伝子からプロゼシングプロテアーゼホモローグの遺伝子をクローニングし、大腸菌においてタンパク質を発現させた。前者では金属イオン依存性のプロテアーゼ活性をモノマーの状態で有していたが、後者では。ベータサブユニットホモローグは活性部位構造を持つにも関わらず単独では活性を示さず、酵母等と同じ性質を示し、本酵素は進化のかなり早い時期に現在の分子の特性ができあがったことが示唆された。
3.クロロプラスト
シロイヌナズナ葉緑体プロセシングプロテアーゼのcDNAクローニングを行った。
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