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味覚修飾タンパク質の構造・機能解析に基づく味覚修飾物質の分子デザイン

研究課題

研究課題/領域番号 18590101
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 創薬化学
研究機関名古屋市立大学

研究代表者

栗本 英治  名古屋市立大学, 大学院・薬学研究科, 助教 (90234575)

研究分担者 加藤 晃一  名古屋市立大学, 大学院・薬学研究科, 教授 (20211849)
山口 芳樹  名古屋市立大学, 大学院・薬学研究科, 講師 (90323451)
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
3,620千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 420千円)
2007年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2006年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワード味覚修飾タンパク質 / 甘味受容体 / クルクリン / 部位特異的変異 / 構造生物学 / 味覚修飾 / 甘味
研究概要

クルクリンのX線結晶構造解析を行い、1.5Aの分解能でクルクリン1ホモ2量体の結晶構造を決定した。クルクリン1サブユニットはβプリズムフォールドからなり、C末端付近のセグメントに特徴的なループ構造が存在した。NMR解析より、このループは高い運動性を有することが明らかとなった。
クルクリンはヘテロ2量体のみが活性を発現することから、サブユニット間で保存されていないアミノ酸残基が活性発現に重要であると考えられる。そこで、サブユニット間の違いに着目して部位特異的変異を施し、甘味および味覚修飾活性に及ぼす影響を調べた。その結果、クルクリン2サブユニットC末端付近のループおよびクルクリン1サブユニットのAsn44における変異は甘味活性・味覚修飾活性を共にほぼ消失させること、クルクリン2サブユニットのTyr11、Arg57、Asp67における変異は甘味活性のみを大きく低下させること、クルクリン2サブユニットのHis36およびGln90における変異は味覚修飾活性のみを低下させることが明らかとなった。変異が甘味活性現に大きな影響を与える残基をクルクリン分子上にマッピングすると、それらはある面に局在しており、この領域が甘味活性発現に関与すると予想された。一方、味覚修飾活性のみが消失するという活性変化をもたらすアミノ酸残基は、クルクリン分子上で甘味活性発現に関与する領域のほぼ反対側に位置していた。これより、クルクリンの甘味活性と味覚修飾活性はそれぞれ異なるファルマコフォアを介して発現されていることが明らかとなった。さらに、味覚修飾活性発現に重要なクルクリン2サブユニットのHis36のNMRシグナル変化および味覚修飾活性のpH依存性を調べた結果、両者はよく一致することが明らかとなり、クルクリン2サブユニットのHis36のプロトネーションが味覚修飾活性発現に直接関与していることが示唆された。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (13件)

  • [雑誌論文] 味覚修飾タンパク質クルクリンの構造生物学2008

    • 著者名/発表者名
      栗本 英治
    • 雑誌名

      FFIジャーナル(食品・食品添加物研究誌) (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Curculin exhibits sweet-tasting and taste-modifying activities through its distinct molecular surfaces2007

    • 著者名/発表者名
      Eiji Kurimoto
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem Vol.282

      ページ: 33252-33256

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Curculin exhibits sweet-tasting and taste-modifying activities through its distinct molecular surfaces2007

    • 著者名/発表者名
      Eiji, Kurimoto
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem Vol. 282

      ページ: 33252-33256

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Curculin exhibits sweet-tasting and taste-modifying activities through its distinct molecular surfaces2007

    • 著者名/発表者名
      Kurimoto E.
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem. 282

      ページ: 33252-33256

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 味覚修飾タンパク質クルクリンの構造・機能解析2006

    • 著者名/発表者名
      栗本 英治
    • 雑誌名

      バイオサイエンスとインダストリー Vol.64

      ページ: 25-26

    • NAID

      10017621189

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structural and functional analyses of curculin, a taste-modifying and sweet-tasting protein2006

    • 著者名/発表者名
      Eiji, Kurimoto
    • 雑誌名

      BIOSCIENCE & INDUSTRY Vol. 64

      ページ: 387-388

    • NAID

      10017621189

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 味覚修飾タンパク質クルクリンの構造・機能解析2006

    • 著者名/発表者名
      栗本英治
    • 雑誌名

      バイオサイエンスとインダストリー Vol.64・No.7

      ページ: 25-26

    • NAID

      10017621189

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Structural biology of curculin, a taste-modifying protein

    • 著者名/発表者名
      Eiji, Kurimoto
    • 雑誌名

      FOODS & FOOD INGREDIENTS JOURNAL OF JAPAN (in press)

    • NAID

      40016179673

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Structure-BasedBiomolecularEngineeringTargeting'Sweets'2008

    • 著者名/発表者名
      Koichi Kato
    • 学会等名
      Pan-Pacific International Partnership Conference on Pharmaceutical and Life Sciences(The 4th US-Japan Joint Conference)
    • 発表場所
      Nagoya,Japan
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Structure-Based Biomolecular Engineering Targeting `Sweets'2008

    • 著者名/発表者名
      Koich, Kato
    • 学会等名
      Pan-Pacific International Partnership Conference on Pharmaceutical and Life Sciences (The 4th US-Japan Joint Conference)
    • 発表場所
      Nagoya
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 部位特異的変異導入による味覚修飾タンパク質クルクリンの活性発現メカニズ2007

    • 著者名/発表者名
      雨宮 瑛子
    • 学会等名
      第53回日本薬学会東海支部総会・大会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2007-07-07
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Elucidation of the mechanisms underlying the taste-modifying activity of curculin by site-directed mutagenesis2007

    • 著者名/発表者名
      Eiko, Amemiya
    • 学会等名
      53rd Annual Meeting of the Pharmaceutical Society of Japan, Tokai Branch
    • 発表場所
      Nagoya
    • 年月日
      2007-07-07
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 部位特異的変異導入による味覚修飾タンパク質クルクリンの活性発現メカニズムの解析2007

    • 著者名/発表者名
      雨宮瑛子
    • 学会等名
      第53回日本薬学会東海支部総会・大会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2007-07-07
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 味覚修飾タンパク質クルクリンの機能発現メカニズムの解析2006

    • 著者名/発表者名
      栗本 英治
    • 学会等名
      70回日本生化学会中部支部例会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2006-05-20
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Molecular basis of the taste-modifying activity of curculin2006

    • 著者名/発表者名
      Eiji, Kurimoto
    • 学会等名
      The 70th Annual Meeting of the Japanese Biochemical Society, Chubu Branch
    • 発表場所
      Nagoya
    • 年月日
      2006-05-20
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 味覚修飾タンパク質クルクリンの三次元構造および機能発現機構の解析2006

    • 著者名/発表者名
      栗本 英治
    • 学会等名
      第6回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      京都
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Structural and mutational analyses of curculin,a taste-modifying and sweet-tasting protein2006

    • 著者名/発表者名
      Eij iKurimoto
    • 学会等名
      5th East Asian Biophysics Symposium & 44th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
    • 発表場所
      沖縄
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] クリンの替味および味覚修飾活性を担うアミノ酸残基の同定2006

    • 著者名/発表者名
      雨宮 瑛子
    • 学会等名
      日本分子生物学会2006フォーラム
    • 発表場所
      名古屋
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Analyses of structure and functions of curculin, a taste-modifying and sweet-tasting protein2006

    • 著者名/発表者名
      Eiji, Kurimoto
    • 学会等名
      The 6th Annual Meeting of the Protein Science Society of Japan
    • 発表場所
      Kyoto
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Structural and mutational analyses of curculin, a taste- modifying and sweet-tasting protein2006

    • 著者名/発表者名
      Eiji, Kurimoto
    • 学会等名
      5th East Asian Biophysics Symposium & 44th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
    • 発表場所
      Okinawa
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Identification of the amino acid residues responsible for taste-modifying and sweet-tasting activities of curculin2006

    • 著者名/発表者名
      Eiko, Amemiya
    • 学会等名
      MBSJ Forum 2006: Molecular Biology -the Next Decade- Conference & Scientific Exhibition
    • 発表場所
      Nagoya
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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