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部位選択的非天然アミノ酸導入法を利用したタンパク質の構造機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 16310148
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物分子科学
研究機関岐阜大学

研究代表者

西川 一八  岐阜大学, 工学部, 教授 (60109262)

研究分担者 横川 隆志  岐阜大学, 工学部, 助教授 (90242304)
大野 敏  岐阜大学, 工学部, 助手 (10345796)
研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
14,700千円 (直接経費: 14,700千円)
2006年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2005年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2004年度: 7,900千円 (直接経費: 7,900千円)
キーワードバイオテクノロジー / タンパク質 / 非天然アミノ酸 / 生体外タンパク質合成系 / 生体分子 / 雌 / アジドチロシン / サプレッサーtRNA / ブロモチロシン
研究概要

1.非天然アミノ酸専用tRNA(酵母チロシンサプレッサ-tRNA)が極僅かながら大腸菌リジルtRNA合成酵素によりミスアシル化される問題の解決を図り、tRNA分子内に遺伝子工学的に変異を導入することでミスアシル化を1/10以下に抑えたtRNA変異体の取得に成功した。また、酵母チロシル-tRNA合成酵素を遺伝子工学的に改変して、よりAmberサプレッサーtRNAに適合した変異体を取得することに成功した。
2.酵母ミトコンドリア由来のトリプトファンtRNAをOpalサプレッサーtRNAとして利用する可能性を見いだした。また、酵母ミトコンドリアTrpRSの遺伝子工学的改変を行い、インドール環の7位にメチル基をもつトリプトファンアナログが受容できるmt TrpRS改変体F38Aを取得することにも成功した。
3.モデルタンパク質としてカルモデュリンを選び、分子内の特定部位に3-アジドチロシンを導入した上で種々のトリアリルフォスフィン誘導体(蛍光発色団、ビオチン、ポリエチレングリコール等)との反応により部位特異的修飾を行った。また、分子内の特定部位を1分子1蛍光標識したカルモデュリンを調製し、蛍光相関分光法によりカルモデュリン結合タンパク質との相互作用を解析した。
4.X線結晶構造解析の重要な支援技術として、SAD法に適した3-ヨードチロシンを分子内特定部位に導入したタンパク質を過剰発現させ、mg単位で精製することに成功した。現在これらの結晶化とX線結晶解析が進められている。なお、これに関連して酵母チロシル-tRNA合成酵素(野生型)のX線結晶解析にも成功した。今後3-ヨードチロシンを導入した変異型酵素(Y43G等)についてもSAD法によりX線結晶解析を行う予定である。

報告書

(4件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2007 2006 2005 2004 2003

すべて 雑誌論文 (20件) 産業財産権 (11件)

  • [雑誌論文] Detection of structural changes in a cofactor binding protein by using a wheat germ cell-free protein synthesis system coupled with unnatural amino acid probing.2007

    • 著者名/発表者名
      M.Abe, S.Ohno, T.Yokogawa, T.Nakanishi, F.Arisaka, T.Hosoya, T.Hiramatsu, M.Suzuki, T.Ogasawara, T.Sawasaki, K.Nishikawa, M.Kitamura, H.Hori, Y.Endo
    • 雑誌名

      Proteins 67(3)

      ページ: 643-652

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Site-selective post-translational modification of proteins using an unnatural amino acid, 3-azidotyrosine.2007

    • 著者名/発表者名
      S.Ohno, M.Matsui, T.Yokogawa, M.Nakamura, T.Hosoya, T.Hiramatsu, M.Suzuki, N.Hayashi, K.Nishikawa
    • 雑誌名

      J. Biochem. 141(3)

      ページ: 335-343

    • NAID

      10020100554

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structural basis for recognition of cognate tRNA by tyrosyl-tRNA synthetase from three kingdoms.2007

    • 著者名/発表者名
      M.Tsunoda, Y.Kusakabe, N.Tanaka, S.i Ohno, M.Nakamura, T.Senda, T.Moriguchi, N.Asai, M.Sekine, T.Yokogawa, K.Nishikawa, K.T.Nakamura
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res. (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Detection of structural changes in a cofactor binding protein by using a wheat germ cell-free protein synthesis system coupled with unnatural amino acid probing.2007

    • 著者名/発表者名
      M.Abe, S.Ohno, T.Yokogawa, T.Nakanishi, F.Arisaka, T.Hosoya, T.Hiramatsu, M.Suzuki, T.Ogasawara, T.Sawasaki, K.Nishikawa, M.Kitamura, H.Hori, Y.Endo
    • 雑誌名

      Proteins 67 (3)

      ページ: 643-652

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Site-selective post-translational modification of proteins using an unnatural amino acid, 3-azidotyrosine.2007

    • 著者名/発表者名
      S.Ohno, M.Matsui, T.Yokogawa, M.Nakamura, T.Hosoya, T.Hiramatsu, M.Suzuki, N.Hayashi, K.Nishikawa
    • 雑誌名

      J. Biochem. 141 (3)

      ページ: 335-343

    • NAID

      10020100554

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structural basis for recognition of cognate tRNA by tyrosyl-tRNA synthetase from three kingdoms.2007

    • 著者名/発表者名
      M.Tsunoda, Y.Kusakabe, N.Tanaka, S.Ohno, M.Nakamura, T.Senda, T.Moriguchi, N.Asai, M.Sekine, T.Yokogawa, K.Nishikawa, K.T.Nakamura
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res. (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Detection of structural changes in a cofactor binding protein by using a wheat germ cell-free protein synthesis system coupled with unnatural amino acid probing.2007

    • 著者名/発表者名
      M.Abe, S.Ohno, T.Yokogawa, T.Nakanishi, F.Arisaka, T.Hosoya, T.Hiramatsu, M.Suzuki, T.Ogasawara, T.Sawasaki, K.Nishikawa, M.Kitamura, H.Hori, Y.Endo
    • 雑誌名

      proteins 67(3)

      ページ: 643-652

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Site-selective post-translational modification of proteins using an unnatural amino acid, 3-azidotyrosine.2007

    • 著者名/発表者名
      S.Ohno, M.Matsui, T.Yokogawa, M.Nakamura, T.Hosoya, T.Hiramatsu, M.Suzuki, N.Hayashi, K.Nishikawa
    • 雑誌名

      J.Biochem. 141(3)

      ページ: 335-343

    • NAID

      10020100554

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray crystallographic analysis of yeast tyrosyl-tRNA synthetase complex with its cognate tRNA.2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Kusakabe, S.Ohno, N.Tanaka, M.Nakamura, M.Tsunoda, T.Moriguchi, N.Asai, M.Sekine, T.Yokogawa, K.Nishikawa, K.T.Nakamura
    • 雑誌名

      Protein and Peptide Letters 13(4)

      ページ: 417-419

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Use of RNase P for efficient preparation of yeast tRNA^<Tyr> transcript and its mutants.2006

    • 著者名/発表者名
      J.-i.Fukunaga, M.Gouda, K.Umeda, S.Ohno, T.Yokogawa, K.Nishikawa
    • 雑誌名

      J. Biochem. 139(1)

      ページ: 123-127

    • NAID

      10018848630

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Misacylation of Yeast Amber Suppressor tRNA^<Tyr> by E. coli Lysyl-tRNA Synthetase and Its Effective Repression by Genetic Engineering of the tRNA Sequence.2006

    • 著者名/発表者名
      J.-i.Fukunaga, T.Yokogawa, S.Ohno, K.Nishikawa
    • 雑誌名

      J. Biochem. 139(4)

      ページ: 689-696

    • NAID

      10018845541

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A base pair at the bottom of the anticodon stem is reciprocally preferred for discrimination of cognate tRNAs by E. coli lysyl- and glutaminyl-tRNA synthetases.2006

    • 著者名/発表者名
      J.-i.Fukunaga, S.Ohno, K.Nishikawa, T.Yokogawa
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res. 34

      ページ: 3181-3188

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray crystallographic analysis of yeast tyrosyl-tRNA synthetase complex with its cognate tRNA.2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Kusakabe, S.Ohno, N.Tanaka, M.Nakamura, M.Tsunoda, T.Moriguchi, N.Asai, M.Sekine, T.Yokogawa, K.Nishikawa, K.Nakamura
    • 雑誌名

      Protein and Peptide Letters 13 (4)

      ページ: 417-419

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Use of RNase P for efficient preparation of yeast tRNA^<Tyr> transcript and its mutants.2006

    • 著者名/発表者名
      J.-i.Fukunaga, M.Gouda, K.Umeda, S.Ohno, T.Yokogawa, K.Nishikawa
    • 雑誌名

      J. Biochem. 139 (1)

      ページ: 123-127

    • NAID

      10018848630

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Misacylation of Yeast Amber Suppressor tRNA^<Tyr> by E. coli Lysyl-tRNA Synthetase and Its Effective Repression by Genetic Engineering of the tRNA Sequence.2006

    • 著者名/発表者名
      J.-i.Fukunaga, T.Yokogawa, S.Ohno, K.Nishikawa
    • 雑誌名

      J. Biochem. 139 (4)

      ページ: 689-696

    • NAID

      10018845541

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A base pair at the bottom of the anticodon stem is reciprocally preferred for discrimination of cognate tRNAs by E. coli lysyl-and glutaminyl-tRNA synthetases.2006

    • 著者名/発表者名
      J.-i.Fukunaga, S.Ohno, K.Nishikawa, T.Yokogawa
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res. 34

      ページ: 3181-3188

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A base pair at the bottom of the anticodon stem is reciprocally preferred for discrimination of cognate tRNAs by E.coli lysyl- and glutaminyl-tRNA synthetases.2006

    • 著者名/発表者名
      J.-i.Fukunaga, S.Ohno, K.Nishikawa, T.Yokogawa
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res. 34

      ページ: 3181-3188

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray crystallographic analysis of yeast tyrosyl-tRNA synthetase complex with its cognate tRNA2006

    • 著者名/発表者名
      Kusakabe, S.Ohno, N.Tanaka, M.Nakamura, M.Tsunoda, T.Moriguchi, N.Asai, M.Sekine, T.Yokogawa, K.Nishikawa, K, Nakamura.
    • 雑誌名

      Protein and Peptide Letters 13,4

      ページ: 417-419

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Use of RNase P for efficient preparation of yeast tRNA^<Tyr> transcript and its mutants.2006

    • 著者名/発表者名
      J.-i.Fukunaga, M.Gouda, K.Umeda, S.Ohno, T.Yokogawa, K.Nishikawa
    • 雑誌名

      J. Biochem. 139,1

      ページ: 123-127

    • NAID

      10018848630

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Misacylation of Yeast Amber suppressor tRNA^<Tyr> by E.coli Lysyl-tRNA Synthetase and Its Effective Repression by Genetic Engineering of the tRNA Sequence2006

    • 著者名/発表者名
      J.-i.Fukunaga, T.Yokogawa, S.Ohno, K.Nishikawa
    • 雑誌名

      J. Biochem. 139,4 (in press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [産業財産権] 部位特異的にリン酸化した蛋白質の合成方法、当該方法に用いるホスホセリルtRNA及び、当該方法を実施するための試薬キット2006

    • 発明者名
      宍戸昌彦, 大槻高史, 西川一八, 横川隆志, 大野敏
    • 権利者名
      岡山大学, 岐阜大学
    • 産業財産権番号
      2006-240828
    • 出願年月日
      2006-09-05
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 部位特異的にタンパク質にチロシンアナログを導入する方法2005

    • 発明者名
      西川一八, 横川隆志, 大野敏
    • 権利者名
      岐阜大学
    • 産業財産権番号
      2005-174097
    • 出願年月日
      2005-06-14
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] N末端アミノ酸が標識されたタンパク質の効率的な合成方法2005

    • 発明者名
      金森崇, 西川一八, 横川隆志, 大野敏
    • 権利者名
      ポストゲノム研究所, 岐阜大学
    • 産業財産権番号
      2005-332676
    • 出願年月日
      2005-11-17
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 生体分子の相互作用の測定方法2005

    • 発明者名
      小林佐代子, 西川一八, 横川隆志, 大野敏, 岡本直明
    • 権利者名
      オリンパス株式会社, 岐阜大学
    • 産業財産権番号
      2005-336164
    • 出願年月日
      2005-11-21
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] タンパク質のN末を酵素的に修飾する方法2005

    • 発明者名
      西川一八, 横川隆志, 大野敏
    • 権利者名
      岐阜大学
    • 産業財産権番号
      2005-337537
    • 出願年月日
      2005-11-22
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 部位特異的にタンパク質にチロシンアナログを導入する方法2005

    • 発明者名
      西川 一八, 横川 隆志, 大野 敏
    • 権利者名
      岐阜大学
    • 産業財産権番号
      2005-174097
    • 出願年月日
      2005-06-14
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [産業財産権] N末端アミノ酸が標識されたタンパク質の効率的な合成方法2005

    • 発明者名
      金森 崇, 西川 一八, 横川 隆志, 大野 敏
    • 権利者名
      ポストゲノム研究所, 岐阜大学
    • 産業財産権番号
      2005-332676
    • 出願年月日
      2005-11-17
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [産業財産権] 生体分子の相互作用の測定方法2005

    • 発明者名
      小林 佐代子, 西川 一八, 横川 隆志, 大野 敏, 岡本 直明
    • 権利者名
      オリンパス株式会社, 岐阜大学
    • 産業財産権番号
      2005-336164
    • 出願年月日
      2005-11-21
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [産業財産権] タンパク質のN末を酵素的に修飾する方法2005

    • 発明者名
      西川 一八, 横川 隆志, 大野 敏
    • 権利者名
      岐阜大学
    • 産業財産権番号
      2005-337537
    • 出願年月日
      2005-11-22
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [産業財産権] ミトコンドリア蛋白質を用いる、非天然アミノ酸を蛋白質に部位特異的に導入する方法およびtRNAの効率的調製方法2004

    • 発明者名
      西川一八, 横川隆志, 大野敏
    • 権利者名
      岐阜大学
    • 産業財産権番号
      2004-338178
    • 出願年月日
      2004-11-22
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 非天然蛋白質、その製造方法、固定化方法及びキット2003

    • 発明者名
      西川一八, 鈴木正昭, 横川隆志, 細谷孝充, 大野敏
    • 権利者名
      岐阜大学
    • 出願年月日
      2003-03-04
    • 取得年月日
      2007-01-05
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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