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酵素基質間の静電的反発が関わる反応触媒機構の実験的解明と抗マラリア薬の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H04751
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 構造生物化学
研究機関京都大学

研究代表者

藤橋 雅宏  京都大学, 理学研究科, 助教 (10397581)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2018年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2017年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2016年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
キーワード酵素 / X線結晶構造解析 / 結晶構造 / プロトン化状態 / 酵素反応 / 構造生物学 / タンパク質 / 結晶構造解析 / 基質の歪み / オロチジン一リン酸脱炭酸酵素
研究成果の概要

酵素基質複合体の不安定化の詳細を解析するために、X線による結晶の損傷の影響を避けた上で、高分解能でX線結晶構造解析を行うための基盤を構築した。はじめに従来の数倍のスケールでの試料調製を可能にした。続いて題材酵素であるオロチジン一リン酸脱炭酸酵素(ODCase)の複数の結晶型のうち、解析に最も適したものを特定し、その調製法を確立した。また、結晶の吸収線量と酵素内部構造の損傷の関係を解析し、最高で0.99Å分解能のX線回折データを得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

酵素基質複合体の不安定化は、理論的には全ての酵素が利用可能な機構であるにもかかわらず、実験的な解析例はほとんど無い。また、酵素と基質の間には引力が働くと考えるのが常識であり、静電的な反発が活性に関わるとの報告は存在しない。本研究はこのように、理論的に可能でありながら、これまでに報告例のない機構の解明を目指して、これに必要な試料の調製方法の確立、データ取得手法の検討、ならびにデータ取得などを行った。

報告書

(4件)
  • 2019 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件)

  • [国際共同研究] Toronto General Research Institute/Ontario Cancer Institute/University of Toronto(カナダ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Ontario Cancer Institute/Toronto General Research Institute(Canada)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Determination and application of enzyme structure2018

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Fujihashi
    • 学会等名
      Scientific Symposium in Honor of Professor Emil F. Pai: Why Structure Matters
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 生合成酵素の立体構造とその利用2018

    • 著者名/発表者名
      藤橋雅宏
    • 学会等名
      新潟大学 ケミカルバイオロジー共用ユニット主催第3回技術セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 酵素の結晶構造解析とその利用2018

    • 著者名/発表者名
      藤橋雅宏
    • 学会等名
      東大薬学部特別講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生合成酵素の立体構造とその利用2018

    • 著者名/発表者名
      藤橋雅宏
    • 学会等名
      新潟大学 第三回技術セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Determination and application of enzyme structure2018

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Fujihashi
    • 学会等名
      Scientific Symposium in Honor of professor emil F. Pai
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 全自動測定ビームタイムを使ってみて2018

    • 著者名/発表者名
      藤橋雅宏
    • 学会等名
      第3回 タンパク質結晶構造解析ビームライン中級者向け講習会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] オロチジン一リン酸脱炭酸酵素の活性中心における負電荷反発の解明2018

    • 著者名/発表者名
      岩原卓哉, Emil F. Pai, Lakshmi P. Kotra, 三木邦夫, 藤橋雅宏
    • 学会等名
      日本結晶学会 2018年度年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] オロチジン一リン酸脱炭酸酵素の酵素基質複合体における基質歪みの由来の分析2017

    • 著者名/発表者名
      藤橋雅宏, Emil F. Pai, Lakshmi P. Kotra, 三木邦夫
    • 学会等名
      第17回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 取得効率やX線損傷を考慮したデータ収集例2017

    • 著者名/発表者名
      藤橋雅宏
    • 学会等名
      第2回 タンパク質結晶構造解析ビームライン中級者向け講習会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] オロチジン一リン酸脱炭酸酵素の活性中心における静電反発の解析2017

    • 著者名/発表者名
      岩原卓哉, 藤橋雅宏, Emil F. Pai, Lakshmi P. Kotra, 三木邦夫
    • 学会等名
      日本結晶学会 2017年度年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] オロチジン一リン酸脱炭酸酵素の反応時における基質歪みの由来2016

    • 著者名/発表者名
      藤橋雅宏,石田豊和,Emil F. Pai,Lakshmi P. Kotra,三木邦夫
    • 学会等名
      日本結晶学会平成28年度年会
    • 発表場所
      茨城県立県民文化センター, 茨城県水戸市
    • 年月日
      2016-11-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Contribution of the substrate distortion to the reaction of orotidine 5’-monophosphate decarboxylase2016

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Fujihashi, Toyokazu Ishida, Lakshmi P. Kotra, Emil F. Pai, and Kunio Miki
    • 学会等名
      The Fifth International Conferencee on Cofactors & Active Enzyme Molecule 2016
    • 発表場所
      Unazuki, Toyama, Japan
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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