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超好熱菌トリプトファン合成酵素のサブユニット及び複合体のX線結晶解析

研究課題

研究課題/領域番号 12680658
研究種目

基盤研究(C)

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

油谷 克英  大阪大学, 蛋白質研究所, 助教授 (90089889)

研究期間 (年度) 2000 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2001年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2000年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワードトリプトファン合成酵素 / X線結晶構造解析 / 超好熱菌 / P. furiosus / 蛋白質分子間相互作用 / 熱安定性 / DSC / 蛋白質立体構造 / カロリメトリー / 好熱菌 / P.furiosus / 蛋白質間相互作用
研究概要

分子識別と分子問相互作用の問題を解明する上で、独自の触媒能を持つサブユニットが複合体形成に伴い大幅な構造変化と活性増幅を示すトリプトファン合成酵素が良いモデル系となる。同酵素は、一連のトリプトファン合成経路の連続した最終反応を触媒するアロステリック酵素である。バクテリアの同酵素は.αサブユニットとβサブユニットからなるα2β2四量体である。複合体形成に伴う2桁の活性増幅は、複合体形成に伴う構造変化に起因していると思われる。そこで、本研究課題では、超好熱菌、P. furiosus、由来のトリプトファン合成酵素複合体とその構成成分αとβサブユニットのX線結晶構造解析を行うことを目的とした。
先ず、αサブユニットのX線結晶構造解析を試みた。天然型について分解能2.0Åのデータを収集した。結晶の空間群はC2221であった。非対称単位中2分子のαサブユニットが存在する。位相決定は水銀と白金の誘導体を用いて重原子同型置換法で行った。構造はモデリング、リファインメントを進め最終的には分解能トリプトファン合成酵素αサブユニット単独での2.0Å分解能での構造解析に成功した。本年度は、まずαサブユニットのX線結晶構造解析の論文を発表できた。次にβサブユニットについて、最高、分解能2.3Åのデータを収集した。結晶の空間群はP212121であった。位相決定は既に報告されているS. typhimurium由来のα2β2複合体のβ2サブユニットをモデルに同型置換法で求めた。現在、構造のリファイメントも終わり、構造の詳細な検討を行っている。得られた構造はサルモネラ菌由来のβサブユニッツトと酷似していた。α2β2複合体については見かけ上きれいな大きい結晶が得られているが分解能があがらない、高い分解能でのデータを収集するためによりよい結晶と良い不凍結剤の検索中である。

報告書

(3件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

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すべて その他

すべて 文献書誌 (39件)

  • [文献書誌] Y.Yamagata, et al., K.Yutani: "Entropic Stabilization of the Tryptophan Synthase α-Subunit from a Hyperthermophile, Pyrococcus furiosus : X-ray Analysis and Calorimetry"J. Biol. Chem. 276. 11062-11071 (2001)

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  • [文献書誌] K.Takano, Y.Yamagata, K.Yutani: "Contribution of Polar Groups in the Interior of a Protein to the Conformational Stability"Biochemistry. 40. 4853-4858 (2001)

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  • [文献書誌] K.Takano, Y.Yamagata, K.Yutani: "Role of Non-glycine Residues in Left-handed Helical Conformation for the Conformational Stability of Human Lysozyme"Proteins. 44. 233-243 (2001)

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  • [文献書誌] K.Ogasahara, et al., K.Yutani: "Thermal stability of Pyrrolidone Carboxyl Peptidases from Hyperthermophilic Archaeon, Pyrococcus furiosus"Eur. J. Biochemistry. 268. 3233-3242 (2001)

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  • [文献書誌] H.Tanaka, et al., K.Yutani: "X-ray Crystalline Structures of Pyrrolidone Carboxyl Peptidase from a Hyperthermophile, Pyrococcus furiosus, and its Cys-free Mutant"J. Biochemistry. 130. 107-118 (2001)

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  • [文献書誌] J.K.Kaushik, K.Ogasahara K.Yutani: "The unusually slow relaxation kinetics of the folding-unfolding of pyrrolidone carboxyl peptidase from a hyperthermophile, Pyrococcus furiosus"J. Mol. Biol.. 316. 991-1003 (2002)

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  • [文献書誌] S. Goda, K. Takano, Y. Yamagata, R. Nagata, H. Akutsu, S. Maki, K. Namba, and K. Yutani: "Amyloid protofilament formation of hen egg lysozyme in highly concentrated ethanol solution"Protein Science. 9. 369-375 (2000)

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  • [文献書誌] K. Yutani, G. Takayama, S. Goda, Y. Yamagata, S. Maki, K. Namba, S. Tsunasawa, and K. Ogasahara: "The Process of Amyloid-like Fibril Formation by Methionine Aminopeptidase from a Hyperthermophile, Pyrococcus furiosus"Biochemistry. 39. 2769-2777 (2000)

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  • [文献書誌] S. Goda, K. Takano, Y. Yamagata, Y. Katakura, and K.: "Effect of the extra N-terminal residues on the stability and folding of human lysozyme expressed in Pichia pastoris"Protein Engineering. 13. 299-307 (2000)

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  • [文献書誌] Y. Nishimiya, K. Tsumoto, M. Shiroishi, K. Yutani, and I. Kumagai: "Thermodynamic consequences of grafting enhanced affinity toward the mutated antigen onto an antibody. The case of anti-lysozyme antibody, HyHEL-10"J. Biol. Chem.. 275. 12813-12820 (2000)

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  • [文献書誌] K. Takano, Y. Yamagata and K. Yutani: "Role of Amino Acid Residues at Turns in the Conformational Stability and Folding of Human Lysozyme"Biochemistry. 39. 8655-8665 (2000)

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  • [文献書誌] K. Takano, K. Tsuchimori, Y. Yamagata, and K. Yutani: "Contribution of Salt Bridges near the Surface ofa Protein to the Conformational Stability"Biochemistry. 39. 12375-12381 (2000)

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  • [文献書誌] A. Kato, S. Nakamura, M. Ban, H. Azakami, and K. Yutani: "Enthalpic destabilization of glycosylated lysozymes constructed by genetic modification"Biiochemica et Biophysica Acta. 1481. 88-96 (2000)

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  • [文献書誌] J. Funahashi, K. Takano, Y. Yamagata, and K. Yutani: "Role of Surface Hydrophobic Residues in the Conformational Stability of Human Lysozyme at Three Different Positions"Biochemistry. 39. 14448-14456 (2000)

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  • [文献書誌] S. A. Potekhin, K. Ogasahara, and K. Yutani: "Transition State of Heat Denaturation of Methionine Aminopeptidase from a Hyperthermophile"J. Thermal Analysis and Calorimetry. 62. 112-122 (2000)

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  • [文献書誌] K. Takano, J. Funahashi, and K. Yutani: "Stability and Folding Process of Amyloidogenic Mutant Human Lysozymes"Eur. J. Biochem.. 268. 155-159 (2001)

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  • [文献書誌] J. Funahashi, K. Takano, and K. Yutani: "Are the parameters of various stabilization factors estimated from mutant human lysozymes compatible with other proteins?"Protein Engineering. 14. 127-134 (2001)

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  • [文献書誌] Y. Yamagata, K. Ogasahara, Y. Hioki, S. J. Lee, A. Nakagawa, H. Nakamura, M. Ishida, S. Kuramitsu, and K. Yutani: "Entropic Stabilization of the Tryptophan Synthase α-Subunit from a Hyperthermophile, Pyrococcus furiosus : X-ray Analysis and Calorimetry"J. Biol. Chem.. 276. 11062-11071 (2001)

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  • [文献書誌] M. M. Lopez, K. yutani, and G. I. Makhatadze: "Interactions of the cold shock protein CspB from Bacillus subtilis with single stranded DNA : Importance of the T base content and position within the template"J. Biol. Chem.. 276. 15511-15518 (2001)

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  • [文献書誌] K. Takano, Y. Yamagata, and K. Yutani: "Contribution of Polar Groups in the Interior ofa Protein to the Conformational Stability"Biochemistry. 40. 4853-4858 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Takano, Y. Yamagata, and K. Yutani: "Role ofNon-glycine Residues in Left-handed Helical Conformation for the Conformational Stability of Human Lysozyme"Proteins. 44. 233-243 (2001)

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  • [文献書誌] K. Ogasahara, N. N Khechinashvili, M. Nakamura, T. Yoshimoto, and K. Yutani: "Thermal stability of Pyrrolidone Carboxyl Peptidases from Hyperthermophilic Archaeon, Pyrococcus furiosus"Eur. J. Biochemistry. 268. 3233-3242 (2001)

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  • [文献書誌] H. Tanaka, M. Chinami, T. Mizushima, K. Ogasahara, M. Ota, T. Tsukihara, and K. Yutani: "X-ray Crystalline Structures of Pyrrolidone Carboxyl Peptidase from a Hyperthermophile, Pyrococcus furiosus, and its Cys-free Mutant"J. Biochemistry. 130. 107-118 (2001)

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  • [文献書誌] M. Shiroishi, A. Yokota, K. Tsumoto, H. Kondo. Y. Nishimiya, K. Horii, M. Matsushima, K. Ogasahara, K. Yutani, and I. Kumagai: "Structural evidence for entropic contribution of salt bridge formation to a protein antigen-antibody interaction : The case of hen lysozyme-HyHEL-10 Fv complex"J. Biol. Chem.. 276. 23042-23050 (2001)

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  • [文献書誌] K. Takano and K. Yutani: "New Scale for Side Chain Contribution to Protein Stability Based on the Empirical Stability Analysis of Mutant Proteins"Protein Engineering. 14. 525-528 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Takano, Y. Yamagata, and K. Yutani: "Role of Amino Acid Residues in Left-handed Helical Conformation for the Conformational Stability of a Protein"Proteins. 45. 274-280 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J. K. Kaushik, K. Ogasahara, and K. Yutani: "The unusually slow relaxation kinetics of the folding-unfolding of pyrrolidone carboxyl peptidase from a hyperthermophile, Pyrococcus furiosus"J. Mol. Biol.. 316. 991-1003 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Yamagata, et al., K.Yutani: "Entropic Stabilization of the Tryptophan Synthase α-Subunit from a Hyperthermophile, pyrococcus furiosus : X-ray Analysis and Calorimetry"J. Biol. Chem.. 276. 11062-11071 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Takano, Y.Yamagata, K.Yutani: "Contribution of Polar Groups in the Interior of a Protein to the Conformational Stability"Biochemistry. 40. 4853-4858 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] KK.Takano, Y.Yamagata, K.Yutani: "Role of Non-glycine Residues in Left-handed Helical Conformation for the Conformational Stability of Human Lysozyme"Proteins. 44. 233-243 (2001)

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  • [文献書誌] K.Ogasawara, et al., K.Yutani: "Thermal stability of Pyrrolidone Carboxyl Peptidases from Hyperthermophilic Archaeon, Pyrococcus furiosus"Eur. J. Biochemistry. 268. 3233-3242 (2001)

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  • [文献書誌] H.Tanaka, et al., K.Yutani: "X-ray Crystalline Structures of Pyrrolidone Carboxyl Peptidase from a Hyperthremophile, Pyrococcus furiosus, and its Cys-free Mutant"J. Biochemistry. 130. 107-118 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] J.K.Kaushik, K.Ogasawara, K.Yutani: "The unusually slow relaxation kinetics of the folding-unfolding of pyrrolidone carboxyl peptidase from a hyperthermophile, Pyrococcus furiosus"J. Mol. Biol.. 316. 991-1003 (2002)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] J.Funahashi et al & K.Yutani: "Role of Surface Hydrophobic Residues in the Conformational Stability of Human Lysozyme at Three Different Positions"Biochemistry. 39. 14448-14456 (2000)

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  • [文献書誌] S.Goda et al.& K.Yutani: "Amyloid protofilament formation of hen egg lysozyme in highly concentrated ethanol solution"Protein Science. 9. 369-375 (2000)

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  • [文献書誌] K.Yutani et al.: "The Process of Amyloid-like Fibril Formation by Methionine Aminopeptidase from a Hyperthermophile, Pyrococcus furiosus"Biochemistry. 39. 2769-2777 (2000)

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  • [文献書誌] K.Takano et al.,& K.Yutani: "Role of Amino Acid Residues at Turns in the Conformational Stability and Folding of Human Lysozyme"Biochemistry. 39. 8655-8665 (2000)

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  • [文献書誌] K.Takano et al.,& K.Yutani: "Contribution of Salt Bridges near the Surface of a Protein to the Conformational Stability"Biochemistry. 39. 12375-12381 (2000)

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  • [文献書誌] Y.Yamagata et al & K.Yutani: "Entropic Stabilization of the Tryptophan Synthase a-Subunit from a Hyperthermophile, Pyrococcus furiosus : X-ray Analysis and Calorimetry"J.Biol.Chem. (in press). (2001)

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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