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網羅的変異解析に基づく新規プロリン異性化酵素の発掘と創製

研究課題

研究課題/領域番号 18031009
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

伊倉 貞吉  東京医科歯科大学, 大学院・疾患生命科学研究部, 准教授 (50251393)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
5,000千円 (直接経費: 5,000千円)
2007年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2006年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワードPPIase / バルナーゼ / 基質結合部位 / FKBP / プロリン異性化酵素 / 酵素活性 / FKBP12 / 主鎖構造 / 蛋白質 / データベース検索 / プロリルエンドペプチダーゼ / 活性部位
研究概要

タンパク質を構成するアミノ酸残基の中でプロリン残基は、その直前の残基とのペプチド結合(X-Pro)に関して、トランスもシスも容易に取りうる点で特異な残基である。近年、このX-Proの構造異性化が、プロリン異性化酵素(PPIase)により制御され、様々な生理活性に活用されている事が明らかになってきた。ところが、PPIaseの機能に関しては、「そもそも、なぜX-Proの構造異性化機能をもつのか?」という基本問題に対してさえ明確に答えられないのが現状である。そこで、私は、PPIaseの酵素活性に注目し、基質結合部位に導入した網羅的変異を手がかりに、PPIaseが酵素活性を発現するのに必要な条件を解析してきた。その結果、PPIase活性の発現には側鎖の関与は必ずしも必要とされず、適当なサイズのポケットだけがあれば発現される機能であると推察するに至っれ。この推察を確かめるため、本研究では、PPIase活性を示さないタンパク質としてバルナーゼ用い、アミノ酸残基置換により人為的にポケットを作成し、PPIase活性の発現を調べた。その結果、Phe56Gly/Arg59Gly/His102Tyr/Tyr103Glyの四重変異により、ポケットを導入したバルナーゼは、野生型FKBPの約4%の活性を示すことがわかった。このようにして、適当なサイズのポケットが存在することがPPIase活性発現に必要十分であることが実際に確認された。そこで、これらの実験結果に基づき、新たにPPIase活性発現機構モデルを提案した。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] A cavity with an apppropriate size is the basis of the PPIase activity.2008

    • 著者名/発表者名
      Ikura. T., Kinoshita, K., Ito, N.
    • 雑誌名

      Protein Engineering, Design, and Selection 21

      ページ: 83-89

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Requirements for peptidyl-prolyl isomerization activity: A comprehensive mutational analysis of the substrate-binding cavity of FK506-binding protein 12.2007

    • 著者名/発表者名
      Ikura, T., Ito, N.
    • 雑誌名

      Protein Science 16

      ページ: 2618-2625

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal structural analysis of barnase-barstar interaction destabilized by a mutation.

    • 著者名/発表者名
      Urakubo, Y., Ikura, T., Ito, N.
    • 雑誌名

      Protein Science (印刷中)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] プロリン異性化酵素活性をもつ蛋白質の発掘2007

    • 著者名/発表者名
      伊倉貞吉, 木下賢吾, 伊藤暢聡
    • 学会等名
      第7回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2007-05-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2018-03-28  

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