| 研究課題/領域番号 |
13680746
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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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 |
生物物理学
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| 研究機関 | 札幌医科大学 |
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研究代表者 |
松嶋 範男 札幌医科大学, 保健医療学部, 教授 (60137403)
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| 研究分担者 |
新田 勝利 北海道大学, 大学院・理学研究科・生物科学専攻, 教授 (80001858)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2002
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| 研究課題ステータス |
完了 (2002年度)
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| 配分額 *注記 |
2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
2002年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2001年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
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| キーワード | 氷核蛋白質 / リピート配列 / ループ構造 / グリシンリッチ蛋白質 / NMR / 分子進化 / 氷核タンパク質 / タンデムリピート / 核磁気共鳴法(NMR) |
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| 研究概要 |
氷核活性細菌には氷核蛋白質が存在し、-5℃以上の温度で細胞外の水を凍らせ、細菌がみづからの細胞内での致命的な凍結を防ぐ働きをしている。この氷核蛋白質は、1000残基以上のアミノ酸からなる大きな蛋白質であり、3つのドメインに分けられる。それらは、N末端側のNドメイン、中央のリピードドメインであるRドメイン、そしてC末端側のCドメインである。Rドメインは、互いに似たオクタペプチドが連続して100回以上も繰り返している。特に、1番目のアラニンと5番目のセリンが強く保存されている。本研究の目的は、これまで知られている氷核蛋白質タンデムリピート配列を詳細に解析しその分子進化を議論し、また立体構造の研究に利用することである。また、タンデムリピートを形成するペプチド合成し、NMR法によりその立体構造を明らかにすることである。
これまで、10個の氷核蛋白質の塩基配列およびアミノ酸配列が決定されている。ドットプロット解析を含めたさまざまな解析から、Rドメインが4つのサブドメイン(R_N、R_1、R_2、R_C)に分けられることをみいだした。また、R_1とR_2ドメインでは、生物種内および生物種間においてリピート数が異なる著しい多型を示した。これらの結果にもとづいて、Rドメインのけるリピート配列の形成過程に関する一つの可能な進化モデルを提案した。
上述の配列解析の結果を踏まえ、すべての氷核蛋白質において保存性のよいオクタペプチドが3回繰り返した塩基性の24残基からなる次のアミノ酸配列(H-SGLRSVLTAGYGSSLISGRRSSLT-OH)を選択し、合成したペプチドのNMRによる立体構造研究を行った。NOEの結果は、LTAGYの配列においてターン構造をとることを示した。この結果から、オクタペプチドが2回繰り返した16残基ごとにターン構造をとることが示唆され、Rドメインの立体構造に関して三角形モデルを提案した。
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