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高次構造を基礎としたFMN結合タンパク質の酸化還元活性の発現原理

研究課題

研究課題/領域番号 14560075
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 応用微生物学・応用生物化学
研究機関大阪市立大学

研究代表者

北村 昌也  大阪市立大学, 大学院・工学研究科, 講師 (20244634)

研究期間 (年度) 2002 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2003年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2002年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
キーワードFMN / 酸化還元電位 / タンパク質工学 / 変異体 / X線結晶構造解析 / 硫酸還元菌 / 解離定数 / フラボドキシン
研究概要

硫酸還元菌由来のFMN結合タンパク質について、タンパク質工学的な研究を行った。FMN結合タンパク質と分子量の点で近く、また、補欠分子族としてFMNを結合しているフラボドキシンと比較すると、アミノ酸配列上、Thr-Trp-Asnという配列だけが唯一同一であった。そこで、これらのアミノ酸残基を部位特異的変異法によって、9種類の変異型FMN結合タンパク質を遺伝子工学的に創出し、この配列がFMNとの結合や酸化還元電位にどのような影響を与えているかについて、包括的に考察した。酸化還元電位の測定には、サフラニンTをメディエーターとして用いた。野生型と比べて、Trp残基をAla、Tyr、Phe、His各残基に置換した変異体は、すべて、若干(8から18mV)正にシフトしていた。これにより、このTrp残基側鎖は、酸化還元電位について、それほど重要でないことが示唆された。しかし、FMNをペプチド鎖に結合させる点では、重要であることも明らかにしている。一方、Asn残基をGln、Asp残基に置換した変異体では、結合・酸化還元電位とも、ほとんど変化が見られなかった。Asn残基は、この3残基の中でも保存性が低いことも考えると、重要性が低いことが示唆された。Thr残基をSer残基に置換した改変体では若干(5mV)、Val残基に置換した改変体では、大きく(約60mV)負にシフトしていた。このことから、この位置が親水的な雰囲気であることが、酸化還元電位に対して重要であることが示唆された。そこで、Thr残基をVal残基に置換した改変体について、その結晶を得、X線結晶構造解析を行った。現在、分解能1.5Åのデータを取得しており、高次構造モデルを作成中である。一方、従来、硫酸還元菌はグルコースを利用して成長できないとされてきたが、解糖系酵素を遺伝子工学的に研究することにより、その能力があることを明らかにした。

報告書

(3件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (15件)

  • [文献書誌] Noboru Mataga: "Femtosecond Fluorescence Dynamics of Flavoproteins : Comparative Studies on Flavodoxin, Its Site-Directed Mutants and Riboflavin Binding Protein Regarding Ultrafast Electron Transfer in Protein Nanospaces"Journal of Physical Chemistry. B106巻35号. 8917-8920 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Satoshi Sakamoto: "Highly Efficient Catalytic RNA Cleavage by the Cooperative Action of Two Cu(II) Complexes Embodied within an Antisense Oligonucleotide"Nucleic Acids Research. 31巻3号. 1416-1425 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takeshi Nakanishi: "Cloning and Expression of the Superoxide Dismutase Gene from the Obligate Anaerobic Bacterium Desulfovibrio vulgaris (Miyazaki F)"Journal of Biochemistry. 133巻5号. 387-393 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masaya Kitamura: "Cloning and Expression of the Enolase Gene from Desulfovibrio vulgaris (Miyazaki F)"Biochimica et Biophysica Acta. 1676巻. 172-181 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Noboru Mataga, Haik Chorsrowjan, Seiji Taniguchi, Fumio Tanaka, Nobuo Kido, Masaya Kitamura: "Femtosecond Fluorescence Dynamics of Flavoproteins : Comparative Studies on Flavodoxin, Its Site-Directed Mutants and Riboflavin Binding Protein Regarding Ultrafast Electron Transfer in Protein Nanospaces"J.Phys.Chem.B. 106(35). 8917-8920 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Satoshi Sakamoto, Takashi Tamura, Takako Furukawa, Yasuo Komatsu, Eiko Ohtsuka, Masaya Kitamura, Hideo Inoue: "Highly efficient catalytic RNA cleavage by the cooperative action of two Cu(II) complexes embodied within an antisense oligonucleotide"Nucl.Acids Res.. 31(5). 1416-1425 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takeshi Nakanishi, Hideo Inoue, Masaya Kitamura: "Cloning and Expression of the Superoxide Dismutase Gene from the Obligate Anaerobic Bacterium Desulfovibrio vulgaris (Miyazaki F)"J.Biochem.. 133. 387-393 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masaya Kitamura, Yuki Takayama, Shuichi Kojima, KyokoKohno, Hideaki Ogata, Yoshiki Higuchi, Hideo Inoue: "Cloning and Expression of the Enolase Gene from Desulfovibrio vulgaris (Miyazaki F)"Biochim.Biophys.Acta. 1676. 172-181 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Noboru Mataga: "Femtosecond Fluorescence Dynamics of Flavoproteins : Comparative Studies on Flavodoxin, Its Site-Directed Mutants and Riboflavin Binding Protein Regarding Ultrafast Electron Transfer in Protein Nanospaces"Journal of Physical Chemistry. B106巻35号. 8917-8920 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Satoshi Sakamoto: "Highly Efficient Catalytic RNA Cleavage by the Cooperative Action of Two Cu(II) Complexes Embodied within an Antisense Oligonucleotide"Nucleic Acids Research. 31巻5号. 1416-1425 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Takeshi Nakanishi: "Cloning and Expression of the Superoxide Dismutase Gene from the Obligate Anaerobic Bacterium Desulfovibrio vulgaris (Miyazaki F)"Journal of Biochemistry. 133巻3号. 387-393 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Masaya Kitamura: "Cloning and Expression of the Enolase Gene from Desulfovibrio vulgaris(Miyazaki F)"Biochimica et Biophysica Acta. 1676巻. 172-181 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Noboru Mataga: "Femtosecond Fluorescence Dynamics of Flavoproteins : Comparative Studies on Flavodoxin, Its Site-Directed Mutants and Riboflavin Binding Protein Regarding Ultrafast Electron Transfer in Protein Nanospaces"Journal of Physical Chemistry. B106巻35号. 8917-8920 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Satoshi Sakamoto: "Highly Efficient Catalytic RNA Cleavage by the Cooperative Action of Two Cu(II) Complexes Embodied within an Antisense Oligonucleotide"Nucleic Acids Research. 31巻5号. 1416-1425 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Takeshi Nakanishi: "Cloning and Expression of the Superoxide Dismutase Gene from the Obligate Anaerobic Bacterium Desulfovibrio vulgaris (Miyazaki F)"Journal of Biochemistry. 133巻3号(in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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