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膜蛋白質の立体構造形成を基礎にしたチトクロームP450の発現系の確立と実用化

研究課題

研究課題/領域番号 10558104
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 機能生物化学
研究機関九州大学

研究代表者

阪口 雅郎  九州大学, 大学院・医学研究院, 助教授 (30205736)

研究分担者 草野 一富  エーザイ株式会社, 薬物評価研究所, 研究員
徳田 元  東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教授 (40125943)
大村 恒雄  九州大学, 名誉教授 (80029933)
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
8,100千円 (直接経費: 8,100千円)
2000年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
1999年度: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円)
キーワードシグナル配列 / 小胞体 / トポロジー / シトクロムP450 / 薬物代謝 / 大腸菌 / タンパク質立体構造 / 膜タンパク質 / 膜蛋白質
研究概要

【1】チトクロームP450(P450と略)のアミノ末端の改変によって全てのP450の大腸菌内での発現が可能なことが明らかにされつつある。また、発現する際、大腸菌体に対して"コールドショック"または"ヒートショック"を誘導する薬剤を添加することによって、発現量の向上や、可溶性画分への回収量の向上が期されることが明らかになった。【2】小胞体型P450のアミノ末端数十残基以内に集中して存在する特徴的な配列について、大腸菌での発現系に対する要求性を精査した。アミノ末端から順に、膜結合領域のシグナルアンカー(SA-I)・正電荷配列領域(BS)・プロリンに富んだ領域(PR)が存在する。SA-IやBSは異なるP450分子間で交換可能であったが、PRは分子種によって特異的な配列を要することが判明した。このPRは立体構造形成後に除去しても、もはや構造自体には影響無いことも明らかになった。【3】PRについての上記成果は、他のP450(ミトコンドリア型や可溶性のバクテリア型P450)についても適応できることが明らかになった。アミノ末端配列の至適化によって多数のP450の大量発現系の構築が可能となった。【4】P450を含めた、広く一般のSA-I膜タンパク質の小胞体への組み込みを解析し、合成初期からアミノ末端の膜透過までの組み込みの素過程を明らかにすることができた。【5】ミトコンドリア外膜に存在するSA-I膜タンパク質の局在特異的な仕分け機構を解析し、両者を区別する配列特性を解明した。【6】NADPH-P450還元酵素がSA-Iを有し、P450と同じトポロジーを形成していることを明らかにした。【7】他、SA-I配列が膜タンパク質の小胞体への組み込みに果たす新規機能を解明した。

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

    (56件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (56件)

  • [文献書誌] Ota,K. et al.: "Forced transmembrane orientation of hydrophilic polypeptide segments in multispanning membrane proteins."Mol.Cell. 2. 495-503 (1998)

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  • [文献書誌] Nakamura,N. et al.: "Identification of potential regulatory elements for the transport of Emp24p."Mol.Biol.Cell. 9. 3493-3503 (1998)

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  • [文献書誌] Kida,Y. et al.: "Membrane topology of NADPH-cytochrome P450 reductase on the endoplasmic reticulum."Arch.Biochem.Biophys.. 351. 175-179 (1998)

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  • [文献書誌] Ota,K. et al.: "Assessment of topogenic functions of anticipated transmembrane segments of human band 3."J.Biol.Chem.. 273. 28286-28291 (1998)

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  • [文献書誌] Ishihara,N. et al.: "Characterization of the initial steps of precursor import into rat liver mitoplasts."J.Biochem.. 124. 824-834 (1998)

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  • [文献書誌] Kusano,K. et al.: "Protein synthesis inhibitors and ethanol selectively enhance heterologous expression of P450s and related proteins in escherichia coli."Arch.Biochem.Biophys.. 367. 129-136 (1999)

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  • [文献書誌] T.Nakai et al.: "Membrane topology of alzheimer's disease-related presenilin 1.-Evidence for the existence of a molecular species with a seven membrane-spanning and one membrane-embedded structure."J.Biol.Chem.. 274. 23647-23658 (1999)

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  • [文献書誌] K.Sakaki et al.: "Membrane perturbing factor in reticulocyte lysate,which is transiently activated by proteases."FEBS Letters. 454. 345-348 (1999)

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  • [文献書誌] 阪口雅郎: "小胞体でのタンパク質の合成・膜透過・膜への組み込み"臨床化学. 28. 48-56 (1999)

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  • [文献書誌] 阪口雅郎: "マルチスパン膜タンパク質の立体構造形成:親水性膜貫通セグメントの組み込みをも説明する新しいモデル"細胞工学. 18. 102-112 (1999)

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  • [文献書誌] Kida,Y. et al.: "Membrane topogenesis of a type I signal-anchor protein, mouse synaptotagmin II, on the endoplasmic reticulum."J.Cell Biol.. 150. 719-729 (2000)

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  • [文献書誌] Ota,K. et al.: "Membrane integration of the second transmembrane segment of band 3 requires a closely apposed preceding signal-anchor sequence."J.Biol.Chem.. 275. 29743-29748 (2000)

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  • [文献書誌] Kanaji,S. et al.: "Characterization of the signal that directs Tom20 to the mitochondrial outer membrane."J.Cell Biol.. 151. 277-288 (2000)

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  • [文献書誌] Saeki,K. et al.: "Identification of mammalian Tom22 as a subunit of the preprotein translocase of the mitochondrial outer membrane."J.Biol.Chem.. 275. 31996-32002 (2000)

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  • [文献書誌] Kusano,K. et al.: "Microsomal P450s use specific proline-rich sequences for efficient folding, but not for maintenance of the folded structure."J.Biochem.. 129. 259-269 (2001)

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  • [文献書誌] Kusano,K. et al.: "Importance of a proline-rich sequence in the amino-terminal region for correct folding of mitochondrial and soluble microbial P45Os."J.Biochem.. 129. 271-277 (2001)

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  • [文献書誌] 阪口雅郎(中野明彦 他編): "膜タンパク質のトポロジー形成『タンパク質の一生』"共立出版. 14(200) (2000)

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  • [文献書誌] 阪口雅郎(八田一郎 他編): "生体膜上における分子認識:蛋白質の膜透過システム『生体膜のダイナミクス』"共立出版. 18(202) (2000)

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  • [文献書誌] Ota, K., Sakaguchi, M., von Heijne, G., Hamasaki, N.& Mihara, K.: "Forced transmembrane orientation of hydrophilic polypeptide segments in multispanning membrane proteins."Mol. Cell. 2. 495-503 (1998)

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  • [文献書誌] Nakamura, N., Yamazaki, S., Sato, K., Nakano, A., Sakaguchi, M.& Mihara, K.: "Identification of potential regulatory elements for the transport of Emp24p."Mol. Biol. Cell. 9. 3493-3503 (1998)

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  • [文献書誌] Kida, Y., Ohgiya, S., Mihara, K.& Sakaguchi, M.: "Membrane topology of NADPH-cytochrome P450 reductase on the endoplasmic reticulum."Arch. Biochem. Biophys. 351. 175-179 (1998)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ota, K., Sakaguchi, M., Hamasaki, N.& Mihara, K: "Assessment of topogenic functions of anticipated transmembrane segments of human band 3."J.Biol. Chem.. 273. 28286-28291 (1998)

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  • [文献書誌] Ishiahra, N., Komiya, T., Sakaguchi, M., Ito, A.& Mihara, K.: "Characterization of initial steps of precursor import into rat liver mitoplasts."J.Biochem.. 124. 824-834 (1998)

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  • [文献書誌] Kusano, K., Waterman, M.R., Sakaguchi, M., Omura, T.& Kagawa, N.: "Protein synthesis inhibitors and ethanol selectively enhance heterologous expression of P450s and related proteins in escherichia coli."Arch. Biochem. Biophys.. 367. 129-136 (1999)

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  • [文献書誌] Nakai, T., Yamasaki, A., Sakaguchi, M., Kosaka, K., Mihara, K., Amaya, Y.& Miura, S.: "Membrane topology of alzheimer's disease-related presenilin 1.-Evidence for the existence of a molecular species with a seven membrane-spanning and one membrane-embedded structure."J.Biol. Chem.. 274. 23647-23658 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sakaki, K., Sakaguchi, M., Ota, K.& Mihara, K.: "Membrane perturbing factor in reticulocyte lysate, which is transiently activated by proteases."FEBS Letters.. 454. 345-348 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sakguchi, M.: "Protein synthesis, translocation, and integration into endoplasmic reticulum."Rinshokagaku. 28. 48-56 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sakaguchi, M.: "Membrane topogenesis of multispanning membrane protein : novel model for insertion of hydrophilic transmembrane segment."Cell Technology. 18. 102-112 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kida, Y., Sakaguchi, M., Fukuda, M., Mikoshiba, K.& Mihara, K.: "Membrane topogenesis of a type I signal-anchor protein, mouse synapto-tagmin II, on the endoplasmic reticulum."J.Cell Biol. 150. 719-729 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ota, K., Sakaguchi, M., Hamasaki, N.& Mihara, K.: "Membrane integration of the second transmembrane segment of band 3 requires a closely apposed preceding signal-anchor sequence."J.Biol. Chem.. 275. 29743-29748 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kanaji, S., Iwahashi, J., Kida, Y., Sakaguchi M.& Mihara, K.: "Characterization of the signal that directs Tom20 to the mitochondrial outer membrane."J.Cell Biol.. 151. 277-288 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Saeki, K., Suzuki, H., Tsuneoka, M., Maeda, M., Iwamoto, R., Hasuwa, H., Shida, S., Takahashi, T., Sakaguchi, M., Endo, T., Miura, Y., Mekada, E.& Mihara, K.: "Identification of mammalian Tom22 as a subunit of the preprotein translocase of the mitochondrial outer membrane."J.Biol. Chem.. 275. 31996-32002 (2000)

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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] Kusano, K., Sakaguchi, M., Kagawa, N., Waterman, M.R.& Omura, T.: "Microsomal P450s use specific proline-rich sequences for efficient folding, but not for maintenance of the folded structure."J.Biochem.. 129. 259-269 (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kusano, K., Kagawa, N., Sakaguchi, M., Omura, T.& Waterman, M.R.: "Importance of a proline-rich sequence in the amino-terminal region for correct folding of mitochondrial and soluble microbial P450s."J.Biochem.. 129. 271-277 (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sakaguchi, M.(edited by Nakano, A.et al.): ""Topogenesis of membrane proteins."(in Life of protein)"Kyoritsu Shuppan. 14(200) (2000)

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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] Sakaguchi, M.(edited by Hatta, I.et al.): ""Molecular recognition on endoplasmic reticulum membrane : protein translocation system."(in Dynamics of biomembranes)"Kyoritsu Shuppan. 18(202) (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] Kida,Y. et al.: "Membrane topogenesis of a type I signal-anchor protein, mouse synaptotagmin II, on the endoplasmic reticulum."J.Cell Biol.. 150. 719-729 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Ota,K. et al.: "Membrane integration of the second transmembrane segment of band 3 requires a closely apposed preceding signal-anchor sequence."J.Biol.Chem.. 275. 29743-29748 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Saeki,K. et al.: "Identification of mammalian Tom22 as a subunit of the preprotein translocase of the mitochondrial outer membrane."J.Biol.Chem.. 275. 31996-32002 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kanaji,S. et al.: "Characterization of the signal that directs Tom20 to the mitochondrial outer membrane."J.Cell Biol.. 151. 277-288 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kusano, K. et al.: "Microsomal P450s use specific proline-rich sequences for efficient folding, but not for maintenance of the folded structure."J. Biochem.. 129. 259-269 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kusano, K. et al.: "Importance of a proline-rich sequence in the amino-terminal region for correct folding of mitochondrial and soluble microbial P450s."J. Biochem.. 129. 271-277 (2001)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 阪口雅郎(中野明彦 他編): "膜タンパク質のトポロジー形成」(『タンパク質の一生』)"共立出版. 14(200) (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 阪口雅郎(八田一郎 他編): "「生体膜上における分子認識:蛋白質の膜透過システム」(『生体膜のダイナミクス』)"共立出版. 18(202) (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Nakai,T.: "Membrance topology of Alzheimer's disease-related Presenilinl -Evidence for the existence of a molecular species with a seven membrane-spanning and one membarane-embedded"J.Biol.Chem.. 274. 23647-23658 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kusano,K.: "Protein synthesis inhibitors and ethanol selectively enhance heterologous expression of P450s and related proteins in Escherichia coli."Arch.Biochem.Biophys.. 367. 129-136 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Sakaki,K.: "Membrane Perturbing factor in reticulocyte lysate,which is transiently activated by proteases."FEBS Letters. 454. 345-348 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Sakaguchi,M.: "マルチスパン膜タンパク質の立体構造形成:親水性膜貫通セグメントの組み込みをも説明する新しいモデル"細胞工学. 18. 102-112 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Sakaguchi,M.: "小胞体でのタンパク質の合成・膜透過・膜への組み込み"臨床化学. 28. 48-56 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Ishihara, N.: "Characterization of the initial steps of precursor import into rat liver mitoplasts." J. Biochem.124. 824-834 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Kida, Y.: "Membrane topology of NADPH-cytochrome P450 reductase on the endoplasmic reticulum." Arch. Biochem. Biophys.351. 175-179 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Nakamura, N.: "Identification of potential regulatory elements for the transport of Emp24." Mol. Biol. Cell. 9. 3493-3503 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Ota, K.: "Assessment of topogenic functions of anticipated transmembrane segments of human Band3." J. Biol. Chem.273. 28286-28291 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Ota, K.: "Forced transmembrane orientation of hydrophilic polypeptide segments in multispanning membrane proteins." Mol. Cell. 2. 495-503 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Hamasaki, N.: "A new concept in polytopic membrane proteins following from the study of band 3 protein." Biochem. Cell Biol.in press.

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 阪口 雅郎: "マルチスパン膜タンパク質の立体構造形成:親水性膜貫通セグメントの組み込みをも説明する新しいモデル." 細胞工学. 18. 102-112 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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