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超好熱菌由来蛋白質の異常に遅いフォールディング機構

研究課題

研究課題/領域番号 17570102
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
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

油谷 克英  独立行政法人理化学研究所, 構造解析高度化研究チーム, 上級研究員 (90089889)

研究分担者 澤野 雅英  独立行政法人理化学研究所, 構造解析高度化研究チーム, リサーチアソシエイト (10415177)
瀬川 新一  関西学院大学, 理工学部, 教授 (70103132)
研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2006年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2005年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワード蛋白質のフォールディング / 蛋白質の変性構造 / 超好熱菌 / NMR / 蛋白質の安定性 / αヘリックス / ピロリドンカルボキシペプチダーゼ / アミノ酸変異型 / 蛋白質の変性 / CD / 蛋白質の変異型
研究概要

私達は、超好熱菌(P.furiosus)由来のピロリドンカルボキシペプチダーゼ(PCP)のリフォールディング速度が異常に遅いことを発見した。そして、この異常に遅いPCPのリフォールディングの速度を温度によって自由に制御できる条件、更に、この異常に遅いリフォールディング反応は、天然状態と変性状態間で非常に高い協同性をもつ2状態変性であることを見いだした。本研究では、15Nや13Cで安定同位体標識したPCPを作製し、PCPのフォールディングの初期構造の特徴をNMRの手法を用いて明らかにするとともに、このD状態のどのような構造的因子が鍵となって高い協同性を保証しているのかアミノ酸変異型を用いてCD及び熱測定などの物理化学的手法で明らかにすることを目的とした。まず、PCPの二次元HSQCスペクトルの帰属をほぼ完成させた。その帰属を用いて、PCPのα6ヘリックス領域(Ser188からGlu205)がPCPの変性状態において、唯一H/D交換から強く保護される領域であることが分かった。この状態が遅いフォールディングに重要な役割を果たしているように見えた。そこで、α6ヘリックス領域がPCPの安定性と構造形成にどのような役割を果たしているかを明らかにすることに研究の焦点を置いた。その結果、PCPのα6ヘリックスでの変異型(A199P)と野生型では構造形成の初期状態の構造に変化があることが判明した。つまり、野生型では既にα6ヘリックス構造が形成されていたが。変異型ではα6ヘリックスが壊れ、非天然の疎水性クラスターの形成が見られた。これらのことはPCPの構造形成に構造形成初期状態でα6ヘリックスの存在が重要であることを示している。変性状態でのα6ヘリックス形成が異常に遅いフォールディングにどのように関連するかは今後の課題である。

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2007 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (22件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Characterization of the Denatured Structure of Pyrrolidone Carboxyl Peptidase from a Hyperthermophile under Non-denaturing Conditions : Role of the C-terminal a-helix of the Protein in Folding and Stability.2007

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

      Biochemistry 46(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] Characterization of the Denatured Structure of Pyrrolidone Carboxyl Peptidase from a Hyperthermophile under Non-denaturing Conditions : Role of the C-terminal a-helix of the Protein in Folding and Stability.2007

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Iimura, Taro Umezaki, Makoto Takeuchi, Mineyuki Mizuguchi, Hiromasa Yagi, Kyoko Ogasahara, Hideo Akutsu, Yasuo Noda, Shin-ichi Segawa, Katsuhide Yutani
    • 雑誌名

      Biochemistry (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] Characterization of the Denatured Structure of Pyrrolidone Carboxyl Peptidase from a Hyperthermophile under Non-denatureing Conditions : Role of the C-terminal α-helix of the protein in Folding and Stability.2007

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

      Biochemistry 46(In press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Completely-buried, non-ion-paired glutamic acid contributes favorably to the conformational stability of pyrrolidone carboxyl peptidases from hyperthermophiles.2006

    • 著者名/発表者名
      Kaushik, J., et al.
    • 雑誌名

      Biochemistry 45

      ページ: 7100-7112

    • 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] Hyper-thermostability of CutA1 protein, with a denaturation temperature of nearly 150 ℃2006

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

      FEBS Letters 580

      ページ: 4224-4230

    • 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] Completely-buried, non-ion-paired glutamic acid contributes favorably to the conformational stability of pyrrolidone carboxyl peptidases from hyperthermophiles.2006

    • 著者名/発表者名
      Jai K.Kaushik, Satoshi Iimura, Kyoko Ogasahara, Yuriko Yamagata, Shin-ichi Segawa, Katsuhide Yutani
    • 雑誌名

      Biochemistry 45

      ページ: 7100-7112

    • 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] Hyper-thermostability of CutA1 protein, with a denaturation temperature of nearly 150 °C2006

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Tanaka, Masahide Sawano, Kyoko Ogasahara, Yasushi Sakaguchi, Bagautdin Bagautdinov, Etsuko Katoh, Chizu Kuroishi, Akeo Shinkai, Shigeyuki Yokoyama, Katsuhide Yutani
    • 雑誌名

      FEBS Letters 580

      ページ: 4224-4230

    • 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] Crystal structure of alanyl-tRNA synthetase editing domain homolog (PH0574) from a hyperthermophile, Pyrococcus horikoshi OT3 at 1.45 Å resolution.2006

    • 著者名/発表者名
      Ishijima, J. et al.
    • 雑誌名

      Proteins 62

      ページ: 1133-1137

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Completely-vuried, non-ion-paired glutamic acid contributes favorably to the conformational stability of pyrrolidone carboxyl peptidases from hyperthermophiles2006

    • 著者名/発表者名
      Kaushik, J., et al.
    • 雑誌名

      Biochemistry 45

      ページ: 7100-7112

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Hyper-thermostability of CutAl protein, with a denaturation temperature of nearly 150℃2006

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

      FEBS Letters, 580

      ページ: 4224-4230

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 約150℃まで熱安定な超好熱菌由来のタンパク質2006

    • 著者名/発表者名
      澤野雅英, 油谷克英
    • 雑誌名

      Bionics[バイオニクス] No.24

      ページ: 68-69

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Conformational changes in the α-subunit coupled to binding of the β_2-subunit of tryptophan synthase from Escherichia coli : Crystal structure of tryptophan synthase α-subunit alone2005

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

      Biochemistry 44

      ページ: 1184-1192

    • 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] Stabilization Mechanism of the Tryptophan Synthase α-Subunit from Thermus thermophilus HB8 : X-Ray Crystallographic Analysis and Calorimetry.2005

    • 著者名/発表者名
      Asada, Y. et al.
    • 雑誌名

      J. Biochem. 138

      ページ: 343-353

    • 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] Conformational Changes in the Tryptophan Synthase from a Hyperthermophile upon α_2β_2 Complex Formation : Crystal Structure of the Complex.2005

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

      Biochemistry 44

      ページ: 11727-11427

    • 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 2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Conformational changes in the α-subunit coupled to binding of the (32-subunit of tryptophan synthase from Escherichia coli : Crystal structure of tryptophan synthase α-subunit alone.2005

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Nishio, Yukio Morimoto, Manabu Ishizuka, Kyoko Ogasahara, Tomitake Tsukihara, Katsuhide Yutani
    • 雑誌名

      Biochemistry 44

      ページ: 1184-1192

    • 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] Stabilization Mechanism of the Tryptophan Synthase α-Subunit from Thermus thermophilus HB8 : X-Ray Crystallographic Analysis and Calorimetry.2005

    • 著者名/発表者名
      Yukuhiko Asada, Masahide Sawano, Kyoko Ogasahara, Junji Nakamura, Motonori Ota, Chizu Kuroishi, Mitsuaki Sugahara, Katsuhide Yutani, Naoki Kunishima
    • 雑誌名

      J. Biochem. 138

      ページ: 343-353

    • NAID

      10017347311

    • 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] Conformational changes in the α-subunit coupled to binding of the β_2-subnit of tryptophan synthase from Escherichia coli : Crystal structure of tryptophan synthase α-subunit alone2005

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

      Biochemistry 44

      ページ: 1184-1192

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Stabilization due to Dimer Formation of Phosphoribosyl Anthranilate Isomerase from Thermus thermophilus HB8 : X-Ray Analysis and DSC Experiments2005

    • 著者名/発表者名
      Taka, J.et al.
    • 雑誌名

      J.Biochem. 137

      ページ: 569-578

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Stabilization Mechanism of the Tryptophan Synthase α-Subunit from Thermus thermophilus HB8 : X-Ray Crystallographic Analysis and Calorimetry.2005

    • 著者名/発表者名
      Asada, Y., et al.
    • 雑誌名

      J.Biochem. 138

      ページ: 343-353

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Purification, crystallization and preliminary X-ray crystallographic study of the L-fuculose-1-phosphate aldolase (FucA) from Thermus thermophilus HB82005

    • 著者名/発表者名
      Jeyakantahn, J.et al.
    • 雑誌名

      Acta Cryst.F 61

      ページ: 1075-1077

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 蛋白質立体構造から安定化のメカニズムを定量的に理解する方法2005

    • 著者名/発表者名
      舩橋順, 油谷克英
    • 雑誌名

      日本結晶学会誌 47

      ページ: 253-260

    • NAID

      130000800519

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Conformational Changes in the Tryptophan Synthase from a Hyperthermophile upon α_2β_2 Complex Formation : Crystal Structure of the Complex.

    • 著者名/発表者名
      Soo Jae Lee, Kyoko Ogasahara, Jichun Ma, Kazuya Nishio, Masami Ishida, Yuriko Yamagata, Tomitake Tsukihara, Katsuhide Yutani
    • 雑誌名

      Biochemistry 44

      ページ: 11727-11427

    • 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
  • [図書] 生物工学ハンドブック(日本生物工学会編)(コロナ社)2005

    • 著者名/発表者名
      黒木良太など
    • 出版者
      蛋白質の立体構造、蛋白質の安定性、蛋白質の構造解析・構造予測技術
    • 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
  • [図書] 生物工学ハンドブック(日本生物工学会編)(コロナ社)2005

    • 著者名/発表者名
      黒木良太, 玉田太郎, 油谷克英
    • 出版者
      蛋白質の立体構造、蛋白質の安定性、蛋白質の構造解析・構造予測技術
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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