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蛋白質フォールディング反応の単一分子測定

研究課題

研究課題/領域番号 10480181
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 生物物理学
研究機関大阪大学

研究代表者

後藤 祐児  大阪大学, たんぱく質研究所, 教授 (40153770)

研究分担者 柳田 敏雄  大阪大学, 医学部, 教授 (30089883)
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
14,000千円 (直接経費: 14,000千円)
2000年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
1999年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
1998年度: 11,100千円 (直接経費: 11,100千円)
キーワード一分子計測 / 蛍光顕微鏡 / 分子シャペロン / GroEL / βラクトグロブリン / β2ミクログロブリン / β2グリコプロテインI / フォールディング / 蛋白質
研究概要

蛋白質の立体構造形成(フォールディング)反応は蛋白質の構造形成を担うだけでなく、病気など、生命機能と直結する重要な問題である。近年、蛋白質をはじめとする生体分子の構造や機能を、単一分子レベルでの操作や測定によって解析しようとする研究が盛んになっている。本研究では蛋白質のフォールディング反応を一分子観察し、その構造と機能を明らかにしようとした。このために、全反射蛍光顕微鏡を導入し、蛍光標識蛋白質の単一分子観察を行った。これと並行して、多次元異核種NMRをはじめとする物理化学的手法によって蛋白質のフォールディング反応を解析した。その結果、以下の成果を得た。
1.基質蛋白質と分子シャペロンGroELの相互作用を、全反射蛍光顕微鏡を用いて、単一分子レベルで観察した。これによりGroELと基質蛋白質の相互作用をはじめて直接的に示した。
2.ヒトβ2ミクログロブリンのメタノール資化酵母を用いた大量発現系を構築した。全反射蛍光顕微鏡を用いて、β2ミクログロブリンのアミロイド線維を観察した。
3.システイン残基を化学修飾したβラクトグロブリンの立体構造を、CD、沈降平衡、NMRなどで調べ、構造安定性を残基レベルで明らかにした。
4.βラクトグロブリンのフォールディング反応を、異種核NMRと高速混合法を組み合わせて解析した。その結果、反応開始後、数ミリ秒で形成されるフォールディング中間体においては、天然構造に存在するβシートの一部と共に非天然のαヘリックスが形成されていることを、アミノ酸残基レベルで明らかにした。α→β転移がアミノ酸レベルで明らかになったはじめての例である。

報告書

(4件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (35件)

  • [文献書誌] Hagihara, Y.: "Chain-like conformation of the heat-denatured ribonuclease A and cytochrome c as evidenced by X-ray solution scattering."Folding & Design. 3(3). 195-201 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kuwata, K.: "α→βTransition of β-lactoglobulin as evidenced by heteronuclear NMR."Journal of Molecular Biology. 283(4). 731-739 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kuwata, K.: "Solution structure and dynamics of bovine β-lactoglobulin A."Protein Science. 8(11). 2541-2545 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamasaki, R.: "Single molecular observation of the interaction of GroEL with substrate proteins."Journal of Molecular Biology. 292(5). 965-972 (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
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hirota, N.: "Alcohol-induced denaturation of β-lactoglobulin : a close correlation to the alcohol-induced α-helix formation of melittin."Bioorganic & Medicinal Chemistry. 7. 67-73 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hong, D.: "Clustering of fluorine-substituted alcohols as a factor responsible for their marked effects on proteins and peptides."Journal of American Chemical Society. 121(37). 8427-8433 (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
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamasaki, R.: "Single molecular observation of the interaction of GroEL with substrate proteins."Journal of Molecular Biology. 292(5). 965-972 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Forge, V.: "Is Folding of β-lactoglobulin non-hierarchic? Intermediate with native-like β-sheet and non-native α-helix."Journal of Molecular Biology. 296(4). 1039-1051 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sakai, Kazuko: "Conformation and stability of thiol-modified bovine β-lactoglobulin."Protein Science. 9(10). 1719-1729 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kuwata, Kazuo: "Structural and kinetic characterization of early folding events in β-lactoglobulin."Nature Structural Biology. 8(2). 151-155 (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kuwata, Kazuo: "High pressure NMR reveals a variety of fluctuating conformers in β-lactoglobulin."Journal of Molecular Biology. (印刷中). (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 後藤祐児: "(訳本)タンパク質フォールディングのキネティクス、Bengt Nolting著"シュプリンガーフェアラーク東京. 180 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 後藤祐児・谷澤克行 編: "蛋白質の分子設計"共立出版. 200 (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hagihara, Y.: "Chain-like conformation of the heat-denatured ribonuclease A and cytochrome c as evidenced by X-ray solution scattering."Folding & Design. 3(3). 195-201 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kuwata, K.: "α→β Transition of β-lactoglobulin as evidenced by heteronuclear NMR."J.Mol.Biol. 283(4). 731-739 (1998)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kuwata, K.: "Solution structure and dynamics of bovine β-lactoglobulin A."Protein Sci.. 8(11). 2541-2545 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hirota, N: "Alcohol-induced denaturation of β-lactoglobulin : a close correlation to the alcohol-induced α-helix formation of melittin."Bioorg.& Med.Chem.. 7. 67-73 (1999)

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    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hong, D.: "Clustering of fluorine-substituted alcohols as a factor responsible for their marked effects on proteins and peptides."J.Am.Chem.Soc.. 121(37). 8427-8433 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamasaki, R.: "Single molecular observation of the interaction of GroEL with substrate proteins."J.Mol.Biol.. 292(5). 965-972 (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
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Forge, V.: "Is Folding of β-lactoglobulin non-hierarchic? Intermediate with native-like β-sheet and non-native α-helix"J.Mol.Biol.. 296(4). 1039-1051 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sakai, K.: "Conformation and stability of thiol-modified bovine β-lactoglobulin."Protein Sci.. 9(10). 1719-1729 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hoshino, M.: "High mobility of the phospholipid binding loop of human β2-glycoprotein I domain V revealed by heteronuclear NMR."J.Mol.Biol.. 304(5). 927-940 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kuwata, K.: "Structural and kinetic characterization of early folding events in β-lactoglobulin."Nature Struct.Biol.. 8. 151-155 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kuwata, K.: "High pressure NMR reveals a variety of fluctuating conformers in β-lactoglobulin."J.Mol.Biol.. (in the press.).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sakai,Kazuko: "Conformation and stability of thiol-modified bovine β-lactoglobulin."Protein Science. 9(10). 1719-1729 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Hoshino,Masaru: "High mobility of the phospholipid binding loop of human β2-glycoprotein I domain V revealed by heteronuclear NMR."Journal of Molecular Biology. 304(5). 927-940 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kuwata,Kazuo: "Structural and kinetic characterization of early folding events in β-lactoglobulin."Nature Structural Biology. 8(2). 151-155 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kuwata,Kazuo: "High pressure NMR reveals a variety of fluctuating conformers in β-lactoglobulin."Journal of Molecular Biology. (印刷中). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 後藤祐児: "(訳本)タンパク質フォールディングのキネティクス、Bengt Nolting著"シュプリンガーフェアラーク東京. 180 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 後藤祐児,谷澤克行 編: "蛋白質の分子設計"共立出版. 200 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Yamasaki, Ryo: "Single molecular observation of the interaction of GroEL with substrate proteins"J. Mol, Biol.. 292(4). 965-972 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kuwata, Kazuo: "Solution structure and dynamics of bovine β-lactoglobulin A"Protein Science. 8(12). 2541-2545 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Hoshino, Masaru: "Is folding of β-lactoglobulin non-hierarchic?"J. Mol, Biol.. 296(4). 1039-1051 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Hagihara,Y.: "Chain-like conformation of the heat-denatured ribonuclease A and cytochrome c as evidenced by X-ray solution scattering." Folding & Design. 3・3. 195-201 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Kuwata,K.: "α→β Transition of β-lactoglobulin as evidenced by heteronuclear NMR." J.Mol.Biol.283・4. 731-739 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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