NMR分光法を用いてランダムコイル状態のタンパク質を残基レベルの分解能での解析

• 研究課題/領域番号: 19540431
• 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: 生物物理・化学物理
• 研究機関: 関西学院大学
• 研究代表者: 野田 康夫 関西学院大学, 理工学部, 教育技術主事 (40268511)
• 研究分担者: 瀬川 新一 関西学院大学, 理工学部, 教授 (70103132)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2009年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2008年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2007年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 生物物理 / タンパク質 / リゾチーム / 核磁気共鳴 / ジスルフィド結合 / ランダムコイル / 重水素交換 / ジメチルスルホキシド

研究概要

リゾチームには結合が4本存在し、その特定の2本を欠損させた変異体を2SS[6-127,64-80]変異体と呼ぶ。この変異体は水溶液中では分子全体の秩序構造が失われており、ランダムコイルに近い構造であるが、グリセロールを添加すると立体構造が回復する。そこで、NMR分光法を用いて各残基アミドプロトンの重水素交換反応速度からProtection factor(溶媒プロトンと交換の度合を示す保護因子)を決定し、立体構造の構築原理について研究した。グリセロールを添加していくと、Ile55とLeu56を中心としたA-,B-,C-へリックスとβ3-ストランドの領域で特に保護が高くなった。これはα-ドメインの疎水コア領域で選択的水和効果によって長距離相互作用が回復したためである。

研究成果

• [雑誌論文] Glycerol-Induced Folding of Unstructured Disulfide-Deficient Lysozyme into a Native-Like Conformation (2009)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto, K., Hirai, K., Kitamura, Y., Yamazaki, K., Yusa, M., Tokunaga, N., Doi, G., Noda, Y., Tachibana, H., Segawa, S
  • 雑誌名: Biopolymers 91 ページ: 665-675
  • 査読あり
• [雑誌論文] Glycerol-Induced Folding of Unstructured Disulfide-Deficient Lysozyme into a Native-Like Conformation. (2009)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto, K.
  • 雑誌名: Biopolymers 91 ページ: 665-675
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Confirmation of the Denatured Structure of Pyrrolidone Carboxyl Peptidase under Nondenaturing Conditions: Difference in Helix Propensity of Two Synthetic Peptides with Single Amino Acid Substitution (2008)
  • 著者名/発表者名: Umezaki, T., Iimura, S., Noda, Y., Segawa, S., Yutani, K
  • 雑誌名: Proteins: Structure, Function, and Bioinformatics 71 ページ: 737-742
  • 査読あり
• [雑誌論文] The confirmation of the denatured structure of pyrrolidone carboxyl peptidase under nondenaturing conditions : difference in helix propensity of two synthetic peptides with single amino acid substitution. (2008)
  • 著者名/発表者名: Umezaki T
  • 雑誌名: Proteins : Structure, Function, and Bioinformatics 71 ページ: 737-742
  • 査読あり
• [雑誌論文] The confiemation of the denatured structure of pyrrolidone carboxyl peptidase under nondenaturing conditions:difference in helix propensity of two synthetic peptides with single amino acid substitution (2008)
  • 著者名/発表者名: Umezaki T
  • 雑誌名: Proteins:Structure, Function, and Bioinformatics 71 ページ: 737-742
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of the Denatured Structure of Pyrrolidone Carboxyl Peptidase from a Hyperthermophile under Nondenaturing Conditions: Role of the C-Terminalα-Helix of the Protein in Folding and Stability (2007)
  • 著者名/発表者名: Iimura, S., Umezaki, T., Takeuchi, M., Mizuguchi, M., Yagi, H., Ogasahara, K., Akutsu, H., Noda, Y., Segawa, S., Yutani, K
  • 雑誌名: Biochemistry 46 ページ: 3664-3672
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of the denatured structure of pyrrolidone carboxyl peptidase from a hyperthermophile under nondenaturing conditions:role of the C-terminal α-helix of the protein in folding and stability (2007)
  • 著者名/発表者名: Limura S
  • 雑誌名: Biochemistry 46 ページ: 3664-3672
  • 査読あり
• [学会発表] NMR分光法を用いたジスルフィド結合を欠損させたデンプン結合ドメインのリフォールディング中間体の構造解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 杉本華幸、野田康夫、瀬川新一
  • 学会等名: 日本農芸化学会2010年度大会
  • 発表場所: 東京大学駒場キャンパス
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] NMR分光法を用いたジスルフィド結合を欠損させたデンプン結合ドメインのリフォールディング中間体の構造解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 杉本華幸
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 東京大学駒場キャンパス
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] モルテングロビュール段階で見出されるPCP(ピロリドンカルボキシルペプチダーゼ)の逐次折れたたみ経路とそれに続く天然構造への転移(Sequential folding pathway of PCP(Pyrrolidone Carboxyl Peptidase) found in the molten-globule-like stage and the following folding transition) (2009)
  • 著者名/発表者名: 横田洋平、キンマンクリストファー、藪本和義、野田康夫、油谷克英、瀬川新一
  • 学会等名: 第47回日本生物物理学会
  • 発表場所: スティとくしま
  • 年月日: 2009-10-30
• [学会発表] リゾチームのs-s結合欠損変異体における残留非ランダム構造(Residual Nonrandom Structures in Disulfide-Deficient Variants of Lysozyme) (2009)
  • 著者名/発表者名: 笠井健一、奈良間邦成、野田康夫、橘秀樹、瀬川新一
  • 学会等名: 第47回日本生物物理学会
  • 発表場所: アスティとくしま
  • 年月日: 2009-10-30
• [学会発表] リゾチームのS-S結合欠損変異体における残留非ランダム構造 (2009)
  • 著者名/発表者名: 笠井健一
  • 学会等名: 日本生物物理学会
  • 発表場所: アスティとくしま
  • 年月日: 2009-10-30
• [学会発表] モルテングロビュール段階で見出されるPCP(ピロリドンカルボキシルペプチダーゼ)の逐次折れたたみ経路とそれに続く天然構造への転移 (2009)
  • 著者名/発表者名: 横田洋平
  • 学会等名: 日本生物物理学会
  • 発表場所: アスティとくしま
  • 年月日: 2009-10-30
• [学会発表] NMR analysis of intermediate in thermal unfolding process of mouse lipocalin-type prostaglandin D synthase (2009)
  • 著者名/発表者名: 宮本優也、野田康夫、西村重徳、猿渡馨、瀬川新一、乾隆
  • 学会等名: 第82回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2009-10-22
• [学会発表] NMR analysis of a kinetically trapped refolding intermediate of a disulfide-deficient mutant of the starch-binding domain of glucoamylase (2009)
  • 著者名/発表者名: 杉本華幸、野田康夫、瀬川新一
  • 学会等名: 第82回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2009-10-22
• [学会発表] ジスルフィド結合を欠損させたデンプン結合ドメインのリフォールディング中間体のNMRによる解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 杉本華幸
  • 学会等名: 日本生化学会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2009-10-22
• [学会発表] NMR法を用いたマウスリポカリン型プロスタグランジンD合成酵素の熱変性中間体の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宮本優也
  • 学会等名: 日本生化学会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2009-10-22
• [学会発表] Glycerol-Induced Folding of Unstructured Disulfide-Deficient Lysozyme into a Native-Like Conformation (2009)
  • 著者名/発表者名: Yasuo Noda
  • 学会等名: Molecular Science of Fluctuations toward Biological Functions and Chemistry of Biological Processes Created by Water and Biomolecules Okazaki Conference Center
  • 発表場所: Japan
  • 年月日: 2009-05-16
• [学会発表] Glycerol-Induced Folding of Unstructured Disulfide-Deficient Lysozyme into a Native-Like Conformation (2009)
  • 著者名/発表者名: Yasuo Noda
  • 学会等名: Molecular Science of Fluctuations toward Biological Functions and Chemistry of Biological Processes Created by Water and Biomolecules
  • 発表場所: Okazaki Conference Center, Japan
  • 年月日: 2009-03-16
• [学会発表] 1H-NMRを用いたリポカリン型プロスタグランジンD合成酵素の熱変性中間体の解析(1H-NMR analysis of intermediate in the thermal unfolding process of lipocalin-type prostaglandin D Synthase) (2008)
  • 著者名/発表者名: 宮本優也、野田康夫、西村重徳、猿渡馨、瀬川新一、乾隆
  • 学会等名: 第81回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-12-09
• [学会発表] モルテングロビュール状の変性状態においてピロリドンカルボキシルペプチダーゼ(PCP)の折りたたみ反応は順次進行していく(The folding of PCP(Pyrrolidone Carboxyl Peptidase) sequentially proceeds in the denatured state similar to the stage of molten globule) (2008)
  • 著者名/発表者名: 横田洋平、吉田篤史、野田康夫、油谷克英、瀬川新一
  • 学会等名: 第46回日本生物物理学会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2008-12-05
• [学会発表] モルテングロビュール状の変性状態においてピロリドンカルボキシルペプチダーゼ(PCP)の折りたたみ反応は順次進行していく (2008)
  • 著者名/発表者名: 横田洋平
  • 学会等名: 日本生物物理学会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2008-12-05
• [学会発表] n-アセチルグルコサミン3量体結合によって、リゾチーム変異体2ss(1+3)、2ss(3+4)、2ss(1+2)に誘導される秩序構造(Structures induced by tri-NAG binding to 2SS(1+3), 2SS(3+4) and 2SS(1+2) variants of lysozyme) (2008)
  • 著者名/発表者名: 吉田篤史、笠井健一、野田康夫、橘秀樹、瀬川新一
  • 学会等名: 第46回日本生物物理学会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2008-12-04
• [学会発表] N-アセチルグルコサミン3量体結合によって、リゾチーム変異体2SS(1+3)、2SS(3+4)、2SS(1+2)に誘導される秩序構造 (2008)
  • 著者名/発表者名: 吉田篤史
  • 学会等名: 日本生物物理学会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2008-12-04
• [学会発表] リゾチーム1SS変異体の部分秩序構造形成に対するグリセロールの影響(Effects of glycerol on the formation of partially ordered structures in 1SS-variants of lysozyme) (2007)
  • 著者名/発表者名: 村上周作、徳永直紀、野田康夫、橘秀樹、瀬川新一
  • 学会等名: 第45回日本生物物理学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2007-12-23
• [学会発表] リゾチームの1SS-、2SS-変異体のS-S結合再生反応のキネティックス(Kinetic studies of disulfide regeneration of 1SS- or 2SS-variants of lysozyme) (2007)
  • 著者名/発表者名: 松尾和宏、野田康夫、橘秀樹、瀬川新一
  • 学会等名: 第45回日本生物物理学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2007-12-23
• [学会発表] 構造を失ったリゾチーム2ss変異体に誘起される秩序構造(Ordered conformation induced in unstructured 2SS-variants of lysozyme) (2007)
  • 著者名/発表者名: 徳永直紀、吉田篤史、野田康夫、橘秀樹、瀬川新一
  • 学会等名: 第45回日本生物物理学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2007-12-23
• [学会発表] 超好熱菌由来タンパク質PCP-0SHの変性初期過程における構造のゆらぎの解明(Structural fluctuation in the folded structure of PCP-0SH at the initial stage of unfolding) (2007)
  • 著者名/発表者名: 梅嵜太郎、飯村哲史、野田康夫、油谷克英、瀬川新一
  • 学会等名: 第45回日本生物物理学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2007-12-23
• [学会発表] 構造を失ったリゾチーム2SS変異体に誘起される秩序構造 (2007)
  • 著者名/発表者名: 徳永 直紀
  • 学会等名: 日本生物物理学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2007-12-22
• [学会発表] リゾチーム1SS変異体の部分秩序構造形成に対するグリセロールの影響 (2007)
  • 著者名/発表者名: 村上 周作
  • 学会等名: 日本生物物理学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2007-12-22
• [学会発表] 超好熱菌由来Pyrrolidone carboxyl peptidaseの野生型と変異体A119Pの立体構造と変性機構の比較(Difference of native structure and unfolding mechanism between pyrrolidone carboxyl peptidase from a hyperthermophile and its mutant A119P) (2007)
  • 著者名/発表者名: 飯村哲史、梅嵜太郎、坂本恵子、岡崎伸生、竹内誠、水口峰之、小笠原京子、野田康夫、瀬川新一、油谷克英
  • 学会等名: 第7回日本蛋白質科学会
  • 発表場所: 仙台国際センター
  • 年月日: 2007-05-26
• [図書] タンパク質の事典 (2008)
  • 著者名/発表者名: 瀬川新一, 他
  • 出版者: 朝倉書店
• [備考] BMRBデータベース(Biological Magnetic Resonance Data Bank: A Repository for Data from NMR Spectroscopy on Proteins, Peptides, Nucleic Acids, and other Biomolecules)BMRB accession number(1)0SS変異体: 11051(2)2SS[6-127,64-80]変異体: 11052