| 研究課題/領域番号 |
15560672
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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 |
生物機能・バイオプロセス
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
宮脇 長人 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (80012053)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2004
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| 研究課題ステータス |
完了 (2004年度)
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| 配分額 *注記 |
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2004年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2003年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
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| キーワード | 生体高分子間相互作用 / タンパク質熱安定性 / 生体高分子水和 / 水分活性 / 水溶液構造 / ゾル・ゲル転移 / 水素結合 / ペクチン分子間相互作用 / 活性化エネルギー / ゾル-ゲル転移 / 水素結合ネットワーク / サブユニット相互作用 / 酵素反応特性 / 高分子間相互作用 / 協同的水和 |
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| 研究概要 |
タンパク質や多糖類などの生体高分子においては、その水和構造と機能との間には密接な関係がある。しかしながら、生体高分子機能は専ら高分子の分子構造の側からの研究がほとんどであり、これを溶媒側、特に生体高分子にとって最も重要な溶媒である水の側から機能にアプローチをしようとする試みはその重要性にもかかわらず十分にはなされていない。生体高分子は、一般に、一分子の高分子に対して多数の水分子が水和し、その効果は協同的に作用すると考えられる。
本研究においては、このような協同的水和効果がタンパク質熱安定性、サブユニット相互作用、酵素反応特性、さらにタンパク質および高分子多糖類の分子間相互作用を反映するゾル・ゲル転移特性などに対して及ぼす影響を、溶液熱力学的手法を用いて解析した。その結果、タンパク質のアンフォールディング、サブユニット解離、ゾル・ゲル転移などにおいては、高分子の水和状態が大きく変化し、この水和状態を考慮すると、これら状態変化の解析においては溶液側の水分活性を考慮することが必要不可欠であることが明らかとなった。そこで、生体高分子機能に対する、溶液側の因子としての水分活性による影響を反映させたモデルを初めて提案した。さらに、このモデルを用いて、リゾチーム、アルコール脱水素酵素などの熱安定性、ゼラチンのゾル・ゲル転移などについて、溶液に種々の糖などの低分子物質を濃度を変えて共存させることによって水分活性を変化させ、その影響を解析した。その結果、熱変性温度、ゾル・ゲル転移温度などに対して水分活性による影響はlinearであること、さらに、これらの現象解析のためには、水分活性のみならず、水溶液構造による影響についても考慮する必要があることが明らかとなった。そこで、これら諸現象に対する水溶液構造パラメーターとの相関関係についても解析を加えた。
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