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プロリルエンドペプチダーゼおよび阻害剤複合体のX線結晶構造解析

研究課題

研究課題/領域番号 15570095
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 構造生物化学
研究機関東京工業大学

研究代表者

佐藤 孝雄  東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 助手 (80243731)

研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2005年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2004年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2003年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワードプロリルエンドベプチダーゼ / 自動分注器 / 溶解度曲線 / 多変量解析 / X線結晶構造解析 / ホモロジーモデリング / ドッキング・シミュレーシ / 分子軌道法 / プロリルエンドペプチダーゼ / ドッキング・シミュレーション / 沈殿曲線 / 分子軌道計算法 / ストリーク・シーディング / 分子置換法 / 阻害剤-酵素複合体
研究概要

プロリルエンドペプチダーゼ(PEPase)は、プロリン残基のC末端側を特異的に切断する酵素であり、特に脳内に分布し、アミロイドA4前駆体タンパク代謝に関与しアルツハイマー病の原因究明の点からも注目されている。そこで基質認識機構の解明を目的としてX線解析に着手した。第一の目標は、高品位な結晶を作製し、高分解能に回折させる結晶を再現性良く得る。そこで、結晶の溶解度曲線(沈殿曲線)を作成し、結晶の核形成領域と準安定領域を実験的に決定した。PEPase結晶を1週間以内に再現性良く得ることが出来るようになった。結晶の空間群はP4_1に属し、格子定数はa=b=93.17Å,c=169.02Å、分解能は3.2Åであった。豚脳由来のPEPaseの構造を分子置換法で解き、精密化が進行中であるが、R=25.7%である。触媒ドメインと非触媒ドメインに大別され、前者は、α/βフォールドをとり、ジスルフィド結合により安定化されていた。活性部位は、触媒3残基(Ser536、Asp620、His655)を含み、2つのドメインの界面に位置していた。しかし、阻害剤-複合体分子も分解能が低く、高分解能の構造情報が得られない。そこで、機能解析と分子間相互作用の相関を計算し、薬剤の設計できるin silico実験系の構築を目指した。その試みとして、DyPを例に挙げる。(1)自動分注器の分注機械精度を活用し、沈殿曲線を作成し、結晶の核形成領域と準安定領域を実験的に決定し、新規の結晶を得た。"不完備要因実験"に基づき条件を検索し、応答曲面解析という多変量解析によって、条件を最適化し構造を決定した。(2)ネイティブ構造に、種々のアントラキノン基質を、ドッキング・シミュレーション計算し、基質-酵素相互作用を高精度に見積った。結合部位を予測し、基質や阻害剤の結合親和性を定量化し、それを利用して共結晶化した。解析して、基質の位置を確認した(投稿中)。(3)アミノ酸残基の側鎖のコンポメーション解析により、高磁場による構造の安定化によってリゾチーム結晶が良質化した。

報告書

(4件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (28件)

  • [雑誌論文] Structural insight of human DEAD-box protein rck/p54 into its substrate recongnition with conformational changes2006

    • 著者名/発表者名
      Matsui, T., et al.
    • 雑誌名

      Genes to Cells 11

      ページ: 439-452

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structural insight of human DEAD-box protein rck/p54 into its substrate recongnition with conformational changes.2006

    • 著者名/発表者名
      Matsui, T., et al.
    • 雑誌名

      Genes to Cells. 11

      ページ: 439-452

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Precipitation diagram and optimization of crystallization conditions at low ionic strength for deglycosylated dye-decolorizing peroxidase from a basidiomycete.2005

    • 著者名/発表者名
      Saijo, S., et al.
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica, F61

      ページ: 729-732

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structural Consequences of HEW Lysozyme Orthorhombic Crystal Growth under a High Magnetic Field : Validation of X-ray Diffracted Intensity, Conformational Energy Searching, Quantitative Analysis of B-factor and Mosaicity.2005

    • 著者名/発表者名
      Saijo, S., et al.
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica D61

      ページ: 207-217

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crystallization and Preliminary X-ray Studies on the Reaction Center - Light Harvesting 1 Core Complex from Rhodopseudomonas viridis.2005

    • 著者名/発表者名
      Saijo, S., et al.
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica F61

      ページ: 83-86

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Norovirus Protease Structure Provides Insights into Active and Substrate Binding Site Integrity.2005

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, K., et al.
    • 雑誌名

      J. of Virology 79

      ページ: 13685-13693

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structural Basis of the Substrate Subsite and the Highly Thermal Stability of Xylanase 10B From Thermotoga maritima MSB8.2005

    • 著者名/発表者名
      Ihsanawati et al.
    • 雑誌名

      PROTEINS. 61

      ページ: 999-1009

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Precipitation diagram and optimization of crystallization conditions at low ionic strength for deglycosylated dye-decolorizing peroxidase from a basidiomycete2005

    • 著者名/発表者名
      Saijo, S., et al.
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica F61

      ページ: 729-732

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Norovirus Protease Structure Provides Insights into Active and Substrate Binding Site Integrity.2005

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, K., et al.
    • 雑誌名

      J.of Virology 79

      ページ: 13685-13693

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structural Basis of the Substrate Subsite and the Hightly Thermal Stability of Xylanase 10B From Thermotoga maritima MSB8.2005

    • 著者名/発表者名
      Ihsanawati et al.
    • 雑誌名

      PROTEINS. 61

      ページ: 999-1009

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Precipitation diagram and optimization of crystallization conditions at low ionic strength for deglycosylated dye-decolorizing peroxidase from a basidiomycete.2005

    • 著者名/発表者名
      Saijo, S., Sato, T., et al.
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica F61

      ページ: 729-732

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Structural Basis of the Substrate Subsite and the Highly Thermal Stability of Xylanase 10B From Thermotoga maritima MSB82005

    • 著者名/発表者名
      Ihsanawati, Kumasaka, T., Kaneko, T., Morokuma, C., Yatsunami, R., Sato, T., et al.
    • 雑誌名

      PROTEINS : Structure, Function, and Bioinformatics 61

      ページ: 999-1009

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A Norovirus Protease Structure Provides Insights into Active and Substrate Binding Site Integrity2005

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, K., Someya, Y., Kumasaka, T., Ueno, G., Yamamoto, M., Sato, T., et al.
    • 雑誌名

      Journal of Virology 79・21

      ページ: 13685-13693

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Structural Consequences of HEW Lysozyme Orthorhombic Crystal Growth under a High Magnetic Field.2005

    • 著者名/発表者名
      Saijo, S., Yamada, Y., Sato, T., et al.
    • 雑誌名

      Acta Cryst. D61

      ページ: 207-217

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Crystallization and Preliminary X-ray Studies on the Reaction Center-Light Harvesting 1 Core Complex from Rhodopseudomonas viridis.2005

    • 著者名/発表者名
      Saijo, S., Sato, T., Kumasaka, T., et al.
    • 雑誌名

      Acta Cryst. F61

      ページ: 83-86

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Structural Consequences of HEW Lysozyme Orthorhombic Crystal Growth under a High Magnetic Field2005

    • 著者名/発表者名
      Saijo, S., Yamada, Y., Sato, T., et al.
    • 雑誌名

      Acta Cryst. D61

      ページ: 207-217

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Crystallization and Preliminary X-ray Studies on the Reaction Center - Light Harvesting 1 Core Complex from Rhodopseudormonas viridis2005

    • 著者名/発表者名
      Saijo, S., Sato, T., Kumasaka, T., et al.
    • 雑誌名

      Acta Cryst. F61

      ページ: 83-86

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray crystallographic analysis of chitinase F1 (ChiF1) from the alkaliphilic Nocardiopsissp. strain F96.2004

    • 著者名/発表者名
      Matsui, T., et al.
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica D60

      ページ: 2016-2018

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray diffraction studies of the hyperthermophilic archaeal sulredoxin having the unique Rieske [2Fe-2S] cluster environment.2004

    • 著者名/発表者名
      Uchiyama, T., et al.
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica D60

      ページ: 1487-1489

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structure of bovine carbonic anhydrase II at 1.95 Å resolution.2004

    • 著者名/発表者名
      Saito, R., et al.
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica D60

      ページ: 792-795

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crystallization and X-ray analysis of the N-terminal core domain of a tumour-associated human DEAD-box RNA helicase, rck/p54.2004

    • 著者名/発表者名
      Matsui, T., et al.
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica D60

      ページ: 156-159

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A unique dye-decolorizing peroxidase, DyP, from Thanatephorus cucumeris Dec 1 : heterologous expression, crystallization and preliminary X-ray analysis.2004

    • 著者名/発表者名
      Sato, T., et al.
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica D60

      ページ: 149-152

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structure Insight into Modest Binding of a Non-PXXP Ligand to the Signal Transducing Adaptor Molecule-2 Src Homology 3 Domain.2004

    • 著者名/発表者名
      Kaneko, T., et al.
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem. 279

      ページ: 48162-48168

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Novel Approach to Protein Crystallization : Use of a Magnetic Field and High-Pressure.2004

    • 著者名/発表者名
      Gen SAZAKI., et al.
    • 雑誌名

      SEIBUTU-BUTURI 44

      ページ: 58-63

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structure Insight into Modest Binding of a Non-PXXP Ligand to the Signal Transducing Adaptor Molecule-2 Src Homology 3 Domain.2004

    • 著者名/発表者名
      Kaneko, T., et al.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 279

      ページ: 48162-48168

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Novel Approach to Protein Crystallization : Use of a Magnetic Field and High-Pressure.2004

    • 著者名/発表者名
      Gen SAZAKI., et al.
    • 雑誌名

      SEIBUTU-BUTURI. 44

      ページ: 58-63

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structure of bovine carbonic anhydrase II at 1.95 A resolution.2004

    • 著者名/発表者名
      Saito, R., Sato, T., Ikai, A.et al.
    • 雑誌名

      Acta Cryst. D60

      ページ: 792-795

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A unique dye-decolorizing peroxidase, DyP, from Thanatephorus cucumeris Dec 1.2004

    • 著者名/発表者名
      Sato, T., Hara, S., Matsui, T et al.
    • 雑誌名

      Acta Cryst. D60

      ページ: 149-152

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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