| 研究課題/領域番号 |
17350081
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 |
生体関連化学
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
山本 泰彦 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 教授 (00191453)
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| 研究分担者 |
長友 重紀 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 講師 (80373190)
河野 慎 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 準研究員 (90431676)
三田 肇 筑波大学, 大学院数理物質科学研究科, 講師 (00282301)
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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2007
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| 研究課題ステータス |
完了 (2007年度)
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| 配分額 *注記 |
15,690千円 (直接経費: 15,000千円、間接経費: 690千円)
2007年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2006年度: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2005年度: 8,900千円 (直接経費: 8,900千円)
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| キーワード | シトクロム c / へムタンパク質 / 酸化還先電位 / 電気化学 / 熱力学 / 常磁性NMR / タンパク質の変性 / 配位結合 / シトクロムc / ヘムタンパク質 / 酸化還元電位 / タンパク質 / ヘム錯体 / 耐熱性 / 電子移動 / NMR / 熱変性 / 非共有結合性相互作用 |
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| 研究概要 |
好熱性水素細菌Hydrobacter Thermophilusのシトクロムc (HT)、を用いて、従来よりもはるかに系統的かつ高精度に行い、シトクロムcの機能調節に関わる分子機構を明らかにした。HTの熱変性温度は、相同タンパク質である緑膿菌Pseudomonaous Aeiuginosaのシトクロムc (PA)のものに比べて約30℃も高いことが明らかとなっている。PAの熱安定性に関与すると考えられるアミノ酸残基をHTでの対応する残基に置換すると、PAより熱安定性の高い一連の人工変異体が得られる。PAの酸化還元電位(Em)は、ヘム17-プロピオン酸基の電離を反映して、PH 6付近でPHの低下に伴い約60 mV上昇する。このヘムプロピオン酸基の近傍に存在するアミノ酸残基にF34Y、E4SYの変異を導入すると、PAよりpKaが2 pH単位以上低下することが示された。また、変異体(F7A/V13M/V78I)のEmは、PAとほぼ同様のpKaを示したが、測定したpH領域でEmの値が全体的に約70mV低下することが明らかとなった。これらの結果から、タンパク質内部の疎水性コアの安定化により、酸化型シトクロムcでのFe-Met配位結合が安定化されることが示唆された。また、これらのアミノ酸5残基を全て置換した5置換変異体(F7A/V13M/F34Y/E43Y/V78I)のEmのpH依存性には、ヘム17-プロピオン酸基のpKaに影響を及ぼす変異(F34Y、E43Y)と疎水性コアの安定性に影響を及ぼす変異(F7A、V13M、V78I)の両方の影響の足し合わせが反映されていた。したがって、ヘム17-プロピオン酸基のpKaとFe-Met配位結合の安定化によるEm調節機構は、それぞれ独立して寄与することを明らかにした。このように、本研究では、シトクロムcの分子設計に有用な知見が得られた。
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