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ユニークな特異性と構造を持つプロリン特異性ペプチダーゼの構造解析

研究課題

研究課題/領域番号 12480182
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
研究機関長崎大学

研究代表者

芳本 忠  長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (60088870)

研究分担者 椛島 力  長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助手 (20274673)
伊藤 潔  長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助教授 (50201926)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
13,900千円 (直接経費: 13,900千円)
2002年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2001年度: 4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
2000年度: 6,800千円 (直接経費: 6,800千円)
キーワードプロリン特異性 / X線結晶解析 / 阻害剤 / 複合体解析 / ピロリトン / セリン酵素 / アミノペプチダーゼ / X線構造解析 / プロテアーゼ / ペプチダーゼ / 遺伝子組換え / 糖尿病 / ペプチドホルモン / ペプチダ-ゼ
研究概要

本研究の目的は、生理学的興味のあるプロリン特異性ペプチダーゼの立体構造をX線結晶解析により明らかにし、医薬品の開発に役立てることにある。
これまで種々のプロリン特異性ペプチダーゼについて、酵素化学的研究と遺伝子のクローニングを行ってきた。本年度の成果は、(1)プロリルアミノペプチダーゼ(PAP)についてAbu, Nva-bNAの合成基質を用い、5員環認識ポケットが存在することを推定した。更に、PAPの基質特異性に関与すると推定されるPhe139, Tyr149,にF236を対象に加え。一方、Glu204にE232を対象として選び変異を導入し、大腸菌で過剰発現させて精製し変異体酵素を得た。その結果、このことから、Phe236とGlu232はピロリジン環や、そのアミド基との相互作用することにより基質認識に関与すると推定された。次いで立体構造から明らかにする目的で、PAP阻害剤Pro-5-tert-Butyl-[1,3,4]oxadiazole-2-yl)-pyrrolidin-2-yl-methanone (Pro-TBODA)とAla-TBODAを合成し、酵素との複合体の結晶解析を行った。ソーキング法により得られた阻害剤複合体結晶のX線解析を行った結果、プロリンのピロリジン環が疎水ポケットに入ることと、プロリンのアミノ基とGlu204, Glu232との塩結合により本酵素がプロリンを認識する機構がより明らかになった。(2)クレアチニナーゼのX線結晶解析を行った。クレアチニンはアミノ酸ではないが、プロリンと同様5員環を構成することから、プロリンの基質認識機構と比較研究することを行った。その結果、疎水ポケットへのはまり込みと水素結合により基質の5員環が認識されるkとが推定された。

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (28件)

  • [文献書誌] Ito, K., et al.: "Theanaphthoquinone, a novel pigment oxidatively derived from the aflavin during tea-fermentation"J. Biochem.. 128. 673-678 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ito K., et al.: "The Mechanism of Substrate Recognition of Pyroglutamyl-peptidase I from Bacillus amyloliquefaciens as Determined by X-ray Crystallography"J. Biol. Chem. 276. 18557-18562 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kabashima, T.: "Two Types of Oxidative Dimerization of the Black Tea Polyphenol Theaflavin"Biochim. Biophys. Acta. 1547. 214-220 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tanaka, N., et al.: "Crystal structure of formaldehyde dehydrogenase from Pseudomonas putida : the structural origin of the tightly bound cofactor in aldehyde-dismutating alcohol dehydrogenases"J. Mol. Biol.. 324,(3). 519-533 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ito, K., et al.: "Preliminary crystallographic study of the Creatinine Amidohydrolase"Acta Cryst.. D58. 2180-2181 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Huang, H.-S., Ito, K., Yoshimoto, T.: "Cloning and Sequencing of the Thermus aquaticus Glycerol Facilitator Gene"DNA Sequence. 13. 387-390 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ito, K, Inoue, T, Kabashima, T, Kanada, N., Huang, H-S., Ma, X., Azmi, N., Azab, E. and Yoshimoto, T: "Substrate recognition mechanism of prolyl aminopeptidase from Serratia marcescens"J. Biochem.. 128. 673-678 (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
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ito, K, Inoue, T, Takahashi, T., Huang, H-S, Esumi, T., Hatakeyama S., Tanaka, N., Nakamura, K.T. , and Yoshimoto, T.: "The Mechanism of Substrate Recognition of Pyroglutamyl-peptidase I from Bac-illus amyloliquefaciens as Determined by X-ray Gystahography and Sitedirected Mutagenesis"J. Biol. Chem.. 276. 18557-18562 (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
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kabashima, T, Ito, K., Kanada, Ma and Yoshimoto, T.: "Enhancement of the thermostability of pyroglutamyl peptidase I by introduction of a disulfide bond"Biochim. Biophys. Acta. 1547. 214-220 (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
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Huang, H-S; Inoue, T.; Ito, K., and Yoshimoto T.: "Preliminary crystallographic study of c the Thermal aquaticus glycerol kinase"Acta Crytst.. D57. 1030-1031 (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
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ogasawara, K, Khechinashvili, N.N., Nakamura, M., Yoshimoto, T, and Yutani, K.: "Thermal stability of pyrrolidone carboxyl peptidase from hyperthermophilic archaeon Pyrococcus furiosus"Eur. J. Biochem.. 268. 3233-3242 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kusakabe, Y, Tanaka, N., Ito, K., Yoshimoto, T, and Nakamura K.T.: "Crystallization and preliminary X-Ray crystallographic studies of formaldehyde dehydrogenase from Pseudomonas putida"Protein and Peptide Letters. 8. 237-240 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tanaka, N., Kusakabe, K., Ito, K., Yoshimoto, T. and Nakamura, KT: "Crystal 8Structure of Formaldehyde Dehydrogenase from Pseudomonas putida: the Structural Origin of the Tightly. Bound Cofactor in aldehyde-dismutating alcohol Dehydlrogenases"J. Mol. Biol.. 324(3). 519-533 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ito. K. Kanada, N., Inoue, N., Furukawa, K., Yamashita, K., Tanaka, N., Nakamura, K.T. Nishiya, Y., Sogabe A., and Yoshimoto, T.: "Preliminary crystallographic study of the Creatinine Amidohydrolase"Acta Cryst.. D58. 2180-2218 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ito, K., Ma. Xi., Azmi, N. Huang, H.S. Fujii, M. and Yoshimoto T.: "A novel aminopeptidase specific for glycine from Actinomucor elegans"Biosci. Biotechnol. Biochem.. 67. 83-88 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tanaka, N., Kusakabe, K., Ito, K., Yoshimoto, T., et al.: "Crystal structure of formaldehyde dehydrogenase from Pseudomonas putida : the structural origin of the tightly bound cofactor in aldehyde-dismutating"J. Mol. Biol.. 324(3). 519-533 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Ito, K.Kanadaa, N., et al.: "Preliminary crystallographic study of the Creatinine Amidohydrolase"Acta Cryst.. D58. 2180-2181 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Huang, H.-S.Ito, K., Yoshimoto.T: "Cloning and Sequencing of the Thermus aquaticus Glycerol Facilitator Gene"DNA Sequence. 13. 387-390 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 芳本 忠: "酵素4.3ヒドロラーゼ"廣川書店. 183 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Ito, K.: "The mechanism of substrate recognition of pyroglutamylpeptidase from Bacillus amyloliquefacience by X-ray crystallography and site directed mutagenesis"J. Biol. Chem.. 276. 18557-18562 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Kbashima, T.: "Enhancement of the thermostability of pyroglutamyl peptidase I by introduction of a disulfide bond"Biochim. Biophys. Acta. 1547. 214-220 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Huang, H-S: "Preliminary crystallographic study of c the Thermus aquaticus glycerol kinase"Acta Cryst. D. 57. 1030-1031 (2004)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Ogasawara, K.: "Thermal stability of pyrrolidone carboxyl peptidase from hyperthermophilic archaeon, Pyrococcus furiosus"Eur. J. Biochem.. 268. 3233-3242 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Kusakabe, Y.: "Crystallization and preliminary X-Ray crystallographic studies of formaldehyde dehydrogenase from Pseudomonas putida"Protein and Peptide Letters. 8. 237-240 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Huang,H-S: "Glutamate 83 is important for stabilization of domain-domain conformation of Thermus aquaticus glycerol kinase"J.Biochem.. 128. 207-211 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Zhou,Y,: "Two continuous spectrophotometric assays for methionine aminopeptidase"Anal.Biochem.. 280. 159-165 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Uchiyama,H.: "In vitro evolution to improve thermostability of prolyl endopeptidase"J.Biochem.. 128. 441-447 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kiyoshi Ito,: "Substrate recognition mechanism of prolyl aminopeptidase from Serratia marcescens."J.Biochem.. 128. 673-678 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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