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蛋白質フォールディング機構の物理化学的解明

研究課題

研究課題/領域番号 15076201
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関大学共同利用機関法人自然科学研究機構(共通施設) (2007)
東京大学 (2003-2006)

研究代表者

桑島 邦博  大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設), 岡崎統合バイオサイエンスセンター, 教授 (70091444)

研究分担者 槙 亙介 (槇 亙介)  名古屋大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (30361570)
研究期間 (年度) 2003 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
139,200千円 (直接経費: 139,200千円)
2007年度: 15,400千円 (直接経費: 15,400千円)
2006年度: 15,400千円 (直接経費: 15,400千円)
2005年度: 15,400千円 (直接経費: 15,400千円)
2004年度: 20,900千円 (直接経費: 20,900千円)
2003年度: 72,100千円 (直接経費: 72,100千円)
キーワード水 / 生体分子 / 蛋白質 / フォールデイング / 分子シャペロン / 速度論 / 遷移状態 / 中間体 / フォールディング / プロリン異性化 / エネルギー地形
研究概要

1.αラクトアルブミンとリゾチームは互いにアミノ酸配列の類似した相同蛋白質であり、それらのフォールディング反応が類似しているか否かを実験的に明らかにすることは、蛋白質のフォールディング問題を考える上で重要である。昨年までの研究で、ヤギαラクトアルブミンのフォールディング反応の速度論的解析を行い、フォールディングの遷移状態で構造化する領域は、Cヘリックスとα-βドメイン境界にあるカルシウム結合部位近傍に局在化していることが明らかになっている。本年は、イヌ乳リゾチームのフォールディング反応の速度論的解析を行い、遷移状態ではカルシウム結合部位の構造は形成されていないことが明らかとなった。したがって、αラクトアルブミンとリゾチームは互いに相同で立体構造も類似しているがフォールディング経路が異なることになる。
2.大腸菌のシャペロニンGroEL/ES複合体が、生理的条件下において、GroELとGroESのモル比が1:1の非対称な構造(弾丸型)を持つのか,あるいは,モル比が1:2の対称な構造(フットボール型)を持つのかは依然解決がついていない。電子顕微鏡の画像解析を利用した研究では,弾丸型であるとする結果とフットボール型であるとする結果の両方が報告されている。溶液X線小角散乱法は溶液中の蛋白質超分子複合体の構造を解析する有効な実験手法である。溶液X線散乱法を用いて,ATP存在下の生理的条件下におけるGroEL/ES複合体の立体構造を解析し,複合体が非対称な弾丸型の構造を持つことを明らかにした。ATP+BeF_x存在下では対称なフットボール型構造が形成されることも明らかとなったので,ATP加水分解を伴ったシャペロニン・サイクル中過渡的にフットボール型となることも期待される。

報告書

(5件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2008 2007 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (22件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (13件) 図書 (2件) 備考 (1件) 文献書誌 (6件)

  • [雑誌論文] Asymmetry of the GroEL-GroES complex under physiological conditions as revealed by small-angle X-ray scattering2008

    • 著者名/発表者名
      Inobe, T.
    • 雑誌名

      Biophys.J. 94

      ページ: 1392-1402

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 真性体および組換え体αラクトアルブミンの構造の安定性とダイナミクス2008

    • 著者名/発表者名
      桑島 邦博
    • 雑誌名

      Milk Science 56

      ページ: 119-122

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Equilibrium and Kinetics of the Folding and Unfolding of Canine Milk Lysozyme2007

    • 著者名/発表者名
      Nakatani, H.
    • 雑誌名

      Biochemistry 46

      ページ: 5238-5251

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unfolding Pathways of Goat α-Lactalbumin as Revealed in Multiple Alignment of Molecular Dynamics Trajectories2007

    • 著者名/発表者名
      Oroguchi, T.
    • 雑誌名

      J.Mol.Biol. 371

      ページ: 1354-1364

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mutational analysis of protein solubility enhancement using short peptide tags2007

    • 著者名/発表者名
      Kato, A.
    • 雑誌名

      Biopolymers 85

      ページ: 12-18

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Equilibrium and Kinetics of the Folding and Unfolding of Canine Milk Lysozyme2007

    • 著者名/発表者名
      Nakatani, H.
    • 雑誌名

      Biochemistry (In press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Surprisingly high correlation between early and late stages in non-two-state protein folding2006

    • 著者名/発表者名
      Kamagata, K.
    • 雑誌名

      J. Mol. Biol. 357

      ページ: 1647-1654

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] The equilibrium unfolding intermediate observed at pH 4 and its relationship with the kinetic folding intermediates in green fluorescent protein2006

    • 著者名/発表者名
      Enoki, S.
    • 雑誌名

      J. Mol. Riol. 361

      ページ: 969-982

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] The allosteric transition of the chaperonin GroEL from Escherichia coli as studied by solution X-ray scattering2006

    • 著者名/発表者名
      Kuwajima, K.
    • 雑誌名

      Macromol. Res. 14

      ページ: 166-172

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 蛋白質フォールディング速度と構造パラメータとの相関解析2006

    • 著者名/発表者名
      鎌形清人
    • 雑誌名

      生物物理 46

      ページ: 144-149

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Characterization of kinetic folding intermediates of recombinant canine milk lysozyme by stopped-flow circular dichroism.2005

    • 著者名/発表者名
      Nakao, M.
    • 雑誌名

      Biochemistry 44

      ページ: 6685-6692

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Characterization of archaeal group II chaperonin-ADP-metal fluoride complexes : implications that group II chaperonins operate as a "two-stroke engine".2005

    • 著者名/発表者名
      Iizuka, R.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 280

      ページ: 40375-40383

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Helical and expanded conformation of equine β-lactoglobulin in the cold-denatured state.2005

    • 著者名/発表者名
      Yamada, Y.
    • 雑誌名

      J.Mol.Biol. 350

      ページ: 338-348

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Atomically detailed description of the unfolding of α-lactalbumin by the combined use of experiments and simulations.2005

    • 著者名/発表者名
      Oroguchi, T.
    • 雑誌名

      J.Mol.Biol. 354

      ページ: 164-172

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Oligomeric Hsp33 with enhanced chaperone activity : gel filtration, cross-linking, and small angle x-ray scattering (SAXS) analysis2004

    • 著者名/発表者名
      Akhtar, M.W.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 279

      ページ: 55760-55769

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Acid denaturation and refolding of green fluorescent protein2004

    • 著者名/発表者名
      Enoki, S.
    • 雑誌名

      Biochemistry 43

      ページ: 14238-14248

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Role of the helical protrusion in the conformational change and molecular chaperone activity of the archaeal group II chaperonin2004

    • 著者名/発表者名
      Iizuka, R.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 279

      ページ: 18834-18839

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Phi value analysis of an allosteric transition of GroEL based on a single-pathway model2004

    • 著者名/発表者名
      Inobe, T.
    • 雑誌名

      J.Mol.Biol. 339

      ページ: 199-205

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Unification of the Folding Mechanisms of Non-two-state and Two-state Proteins2004

    • 著者名/発表者名
      Kamagata, K.
    • 雑誌名

      J.Mol.Biol. 339

      ページ: 951-965

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Localized nature of the transition-state structure in goat alpha-lactalbumin folding2004

    • 著者名/発表者名
      Saeki, K.
    • 雑誌名

      J.Mol.Biol. 341

      ページ: 589-604

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Surprisingly high correlation between early and late stages in non-two-state protein folding : Experimental verification of the consistency principle.

    • 著者名/発表者名
      Kamagata, K.
    • 雑誌名

      J.Mol.Biol. (印刷中)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] The Allosteric Transition of the Chaperonin GroEL from Escherichia coli Studied by Solution X-ray Scattering.

    • 著者名/発表者名
      Kuwajima, K.
    • 雑誌名

      Macromolecular Res. (印刷中)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] 真性体および組換え体aラクトアルブミンの構造の安定性とダイナミクス2007

    • 著者名/発表者名
      桑島 邦博
    • 学会等名
      平成19年度目本酪農科学シンポジウム
    • 発表場所
      岐阜県岐阜市
    • 年月日
      2007-08-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Molecular Mechanism of Protein Folding2007

    • 著者名/発表者名
      KUWAJiMA, Kunihiro
    • 学会等名
      1st International Symposium on Nanomedicine-from Basic to Applications
    • 発表場所
      Okazaki,Aichi,Japan
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] The native and molten globule states of goat α-lactalbumin characterized by the NMR hvdroeen-exchanee technique2007

    • 著者名/発表者名
      NAKAMUR, A, Takashi
    • 学会等名
      21st Symposium of the Protein Society
    • 発表場所
      Boston,U.S.A.
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Folding of Canine Milk Lysozyme: A Ca^<2+>-Binding Lysozyme2007

    • 著者名/発表者名
      KUWAJIMA, Kunihiro
    • 学会等名
      The 7th KIAS-Soongsil Conference on Protein Structure and Function
    • 発表場所
      Seoul.Korea
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Human tear lipocalinの折れたたみ初期構造に及ぼすS-S結合除去の影響2007

    • 著者名/発表者名
      塚本 精一
    • 学会等名
      第7回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      仙台国際センター、仙台
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 水素/重水素NMR法によるヤギαラクトアルブミンの天然及びモルテン・グロビュール状態の構造解析2007

    • 著者名/発表者名
      中村 敬
    • 学会等名
      第7回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      仙台国際センター、仙台
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] イヌ・ミルク・リゾチームのフォールディング1アンフォールディングの平衡論と速度論2007

    • 著者名/発表者名
      仲谷 博安
    • 学会等名
      第7回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      仙台国際センター、仙台
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] グループII型シャペロニヒのサブユニット間協同性におけるhelical protrusionの機能2007

    • 著者名/発表者名
      神前 太郎
    • 学会等名
      第7回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      仙台国際センター、仙台
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] β_2ミクログロブリンの酸変性と巻き戻り2007

    • 著者名/発表者名
      向山 厚
    • 学会等名
      第45回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、横浜
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 水素/重水素NMR法によるヤギαラクトアルブミンの天然及びモルテン・グロビュール状態の構造解析2007

    • 著者名/発表者名
      中村 敬
    • 学会等名
      第45回目本生物物理学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、横浜
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] シャペロニンGroELの第二のATP結合部位の同定2007

    • 著者名/発表者名
      高橋 一暢
    • 学会等名
      第45回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、横浜
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] プロリン残基を含まないスタフィロコッカル・ヌクレアーゼの変異体のアンフォールディング転移の解析2007

    • 著者名/発表者名
      中村 敬
    • 学会等名
      第45回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、横浜
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] ペプチドタグを用いたタンパク質の溶解度向上の変異解析2007

    • 著者名/発表者名
      加藤 淳
    • 学会等名
      第45回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、横浜
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 生物物理ハンドブック2007

    • 著者名/発表者名
      桑島 邦博
    • 総ページ数
      662
    • 出版者
      朝倉書店
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] バイオインフォマテイクス事典2006

    • 著者名/発表者名
      桑島 邦博(分担執筆)
    • 総ページ数
      807
    • 出版者
      共立出版
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://gagliano.ims.ac.JP/Welcome.html

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [文献書誌] M.Arai: "Denaturation and reassembly of chaperonin GroEL studied by solution X-ray scattering."Protein Sci.. 12. 672-680 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Inobe: "The Allosteric Transition of GroEL induced by Metal Fluoride-ADP Complexes."J.Mol.Biol.. 329. 121-134 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kamagata: "Parallel folding pathway of proline-free staphylococcal nuclease studied by the stopped-flow double-jump method."Spectroscopy--Int.J.. 17. 203-212 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Nakao: "Folding mechanism of canine milk lysozyme studied by circular dichroism and fluorescence spectroscopy."Spectroscopy--Int.J.. 17. 183-193 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Arai: "Effects of the difference in the unfolded-state ensemble on the folding of Escherichia coil dihydrofolate reductase."J.Mol.Biol.. 329. 779-791 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kamagata: "Multiple parallel-pathway folding of proline-free staphylococcal nuclease."J.Mol.Biol.. 332. 1143-1153 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2018-03-28  

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