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タンパク質構造形成における重要部位探索とその進化における選択要因解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K07368
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生物物理学
研究機関京都府立大学

研究代表者

高野 和文  京都府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (40346185)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードタンパク質 / 立体構造 / アミノ酸変異 / 配列アライメント / フォールディング / 進化
研究成果の概要

本研究では、アミノ酸置換とタンパク質の機能/構造との関係に関する幅広い知識を得るために、「超好熱性タンパク質」を使用して「ランダム突然変異」によって「可変または致命的な部位」を抽出した。 使用したタンパク質は、Sulfolobus tokodaii(Sto-Est)のエステラーゼとThermococcus kodakarensis(Tk-Sub)のサチライシンである。これらのタンパク質のランダム変異の活性と配列に関する広範な公開データと未公開データも利用した。本研究により、変異可能な保存されたサイトと、変異に適さない非保存サイトの特性の一部が明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

今日、タンパク質の構造構築メカニズムに関して、計算機を用いた研究が増加してきているが、実験を通して得られる知見もまだまだ多くある。特に本研究のような網羅的解析が有効である。本研究は、研究代表者がこれまで行ってきた個々のタンパク質の安定性・フォールディング研究から構造構築網羅的解析、物性と進化の関係も含んだ新たな研究を展開するものである。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Highly active enzymes produced by directed evolution with stability-based selection2020

    • 著者名/発表者名
      Kurahashi, R., Tanaka, S.-i.. & Takano, K.
    • 雑誌名

      Enzyme and Microbial Technology

      巻: - ページ: 109626-109626

    • DOI

      10.1016/j.enzmictec.2020.109626

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Activity-stability trade-off in random mutant proteins2019

    • 著者名/発表者名
      Kurahashi Ryo、Tanaka Shun-ichi、Takano Kazufumi
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 128 号: 4 ページ: 405-409

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2019.03.017

    • NAID

      40022037135

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The direction of protein evolution is destined by the stability2018

    • 著者名/発表者名
      Ota, N., Kurahashi, R., Sano, S. & Takano, K.
    • 雑誌名

      Biochimie

      巻: 150 ページ: 100-109

    • DOI

      10.1016/j.biochi.2018.05.006

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Protein Evolution is Potentially Governed by Protein Stability: Directed Evolution of an Esterase from the Hyperthermophilic Archaeon Sulfolobus tokodaii2018

    • 著者名/発表者名
      Kurahashi, R., Sano, S. & Takano, K.
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Evolution

      巻: 86 号: 5 ページ: 283-292

    • DOI

      10.1007/s00239-018-9843-y

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] アミノ酸変異が及ぼすタンパク質機能への影響と配列保存度の関係2019

    • 著者名/発表者名
      水谷颯、倉橋亮、田中俊一、高野和文
    • 学会等名
      日本農芸化学会関西支部第507回例会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ランダム変異浮動におけるタンパク質の活性と安定性のトレードオフ2019

    • 著者名/発表者名
      倉橋亮、田中俊一、高野和文
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Exploration of an Efficient Way to Obtain High Activity Protein by Stability Selection2019

    • 著者名/発表者名
      R. Kurahashi, S.-i. Tanaka, K. Takano
    • 学会等名
      Thermophiles 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] タンパク質進化の方向を決定づける安定性2018

    • 著者名/発表者名
      太田夏子、倉橋亮、佐野智、高野和文
    • 学会等名
      第18回日本蛋白質科学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Protein stability potentially governing protein evolution2018

    • 著者名/発表者名
      R. Kurahashi, S. Tanaka, S. Sano, H. Matsumura, K. Takano
    • 学会等名
      SMBE (Society of Molecular Biology & Evolution) 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] タンパク質進化の命運を握る安定性2018

    • 著者名/発表者名
      倉橋亮、太田夏子、高野和文
    • 学会等名
      日本進化学会第20回大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Empirical search for important sites in protein structures2018

    • 著者名/発表者名
      H. Mizutani, R. Kurahashi, S. Tanaka, K. Takano
    • 学会等名
      JSBBA KANSAI 5th Student Forum
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] アミノ酸変異が及ぼすタンパク質機能への影響と配列保存度の関係2018

    • 著者名/発表者名
      水谷颯、倉橋亮、田中俊一、高野和文
    • 学会等名
      日本農芸化学会関西支部第507回例会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] タンパク質進化を潜在的に支配する安定性~タンパク質工学への応用に向けて~2018

    • 著者名/発表者名
      倉橋亮、佐野智、高野和文
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] タンパク質の進化過程における安定性の役割2017

    • 著者名/発表者名
      太田夏子、倉橋亮、佐野智、高野和文
    • 学会等名
      第17回日本蛋白質科学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] タンパク質進化を潜在的に支配する安定性2017

    • 著者名/発表者名
      倉橋亮、佐野智、高野和文
    • 学会等名
      日本進化学会第19回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] タンパク質進化の配列空間探索に及ぼす安定性の影響2017

    • 著者名/発表者名
      太田夏子、倉橋亮、佐野智、高野和文
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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