人工変異体を用いたヘモグロビンの引き金説の検証および酸素運搬分子メカニズムの解明

• 研究課題/領域番号: 19579002
• 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: 生物物理学
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 安藝 弥生 金沢大学, 保健学系, 助教 (00452110)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 3,720千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 420千円); 2010年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2009年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2008年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2007年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
• キーワード: ヘモグロビン / 酸素運搬機能 / 高次構造変化 / 引き金説 / 四次構造変化

研究概要

ヘモグロビンの四次構造変化は、ヘム鉄と唯一結合している近位Hisの変化がきっかけで引き起こされると信じられている(引き金説)。本研究は、α鎖またはβ鎖グロビンの近位HisをGlyに置換した人工変異ヘモグロビンを合成し、それらの構造変化・酸素運搬機能について解析し、引き金説を直接検証した。その結果、α鎖の近位Hisの変化はヘモグロビンの四次構造変化の引き金になることが示されたが、β鎖の方はなくても四次構造変化は不完全ながらおこるので、引き金ではないことが示された。

研究成果

• [雑誌論文] Differences in coordination states of substituted tyrosine residues and quaternary structures among hemoglobin M probed by resonance Raman spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Aki Y., Nagai M., Nagai Y., Imai K., Aki M., Sato A., Kubo M., Nagatomo S., Kitagawa T.
  • 雑誌名: Journal of Biological Inorganic Chemistry 15 ページ: 147-158
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differences in coordination states of substituted tyrosine residues and quaternary structures among hemoglobin M probed by resonance Raman spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Aki Y, Nagai M, Nagai Y, Imai K, Aki M, Sato A, Kubo M, Nagatomo S, Kitagawa T.
  • 雑誌名: Journal of Biological Inorganic Chemistry 15 ページ: 147-158
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of reversed heme orientation on circular dichoroism and cooperative oxygen binding of human adult hemoglobin (2008)
  • 著者名/発表者名: Nagai, M., Nagai, Y., Aki, Y., Imai, K., Wada, Y., Nagatomo, S., Yamamoto, Y.
  • 雑誌名: Biochemistry 47 ページ: 517-525
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reduction in hemoglobin-oxygen affinity results in the improvement of exercise capacity in mice with chronic heart failure (2008)
  • 著者名/発表者名: Watanabe T, Takeda T, Omiya S, Hikoso S, Yamaguchi O, Nakano Y, Higuchi Y, Nakai A, Abe Y, Aki-Jin Y, Taniike M, Mizote I, Matsumura Y, Shimizu T, Nishida K, Imai K, Hori M, Shirasawa T, Otsu K.
  • 雑誌名: Journal of the American College of Cardiology 52 ページ: 779-786
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of reversed heme orientation on circular dichoroism and cooperative oxygen binding of human adult hemoglobin (2008)
  • 著者名/発表者名: Nagai, M., Nagai, Y., Aki, Y., Imai, K., Wada, Y., Nagatomo, S. & Yamamoto, Y.
  • 雑誌名: Biochemistry 47 ページ: 517-525
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oxygenation properties of extracellular giant hemoglobin from Oligobrachia mashikoi (2007)
  • 著者名/発表者名: Aki, Y., Nakagawa, T., Nagai, M., Sasayama, Y., Fukumori, Y., Imai, K.
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 360 ページ: 673-678
  • 査読あり
• [雑誌論文] Changes of near-UV CD spectra of human hemoglobin upon the R->T quaternary structure transition (2007)
  • 著者名/発表者名: Aki-Jin Y., Nagai Y., Imai K., Nagai M.
  • 雑誌名: ACS Symposium Book on "New Approaches in Biomedical Spectroscopy" 963 ページ: 297-311
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oxygenation properties of extracellular giant hemoglobin from Oligobrachia mashikoi (2007)
  • 著者名/発表者名: Aki, Y., Nakagawa, T., Nagai, M., Sasayama, Y., Fukumori, Y. & Imai, K
  • 雑誌名: Biochemical and Bjophysical Research Communications 360 ページ: 673-678
  • 査読あり
• [雑誌論文] Changes of near-UV circular dichroism spectra of human hemoglobin upon the R→T quaternary structure transition (2007)
  • 著者名/発表者名: Aki-Jin, Y., Nagai, Y., Imai, K. & Nagai, M
  • 雑誌名: ACS Symposium Series on New Approaches in Biomedical Spectroscopy 963 ページ: 297-311
  • 査読あり
• [学会発表] Coordination states of proximal or distal tyrosine residue in Hemoglobins M and their quaternary structures probed by resonance Raman spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Aki Y., Nagai M., Imai K., Aki M., Kitagawa T.
  • 学会等名: 第47回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: アスティとくしま(徳島県)
  • 年月日: 2009-10-30
• [学会発表] Coordination states of proximal or distal tyrosine residue in Hemoglobins M and their quaternary structures probed by resonance Raman spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Aki Y., Nagai M., Imai K., Aki M., Kitagawa T.
  • 学会等名: 第47回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: アスティとくしま (徳島県)
  • 年月日: 2009-10-30
• [学会発表] Differences in coordination states of replaced tyrosine residues and quaternary structures among hemoglobins M probed by resonance Raman Spectroscopy14th International Conference on Biological (2009)
  • 著者名/発表者名: 長井幸史, 安藝弥生, 北川禎三
  • 学会等名: Inorganic Chemistry
  • 発表場所: Nagoya Congress Center(愛知県)
  • 年月日: 2009-07-26
• [学会発表] Differences in coordination states of replaced tyrosine residues and quaternary structures among hemoglobins M probed by resonance Raman spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Nagai M, Aki Y, Kitagawa T.
  • 学会等名: 14th International Conference on Biological, Inorganic Chemistry
  • 発表場所: Nagoya Congress Center (愛知県)
  • 年月日: 2009-07-26
• [学会発表] Differences in coordination states of replaced tyrosine residues and quaternary structures among hemoglobins M probed by resonance Raman spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: 長井雅子, 安藝弥生, 北川禎三
  • 学会等名: 14^<th> International Conference on Biological Inorganic Chemistry
  • 発表場所: Nagoya Congress Center (愛知県)
  • 年月日: 2009-07-26
• [学会発表] ヘモグロビンの3つのトリプトファン残基の環境とその酸素結合による変化 : 近紫外円二色性及び紫外共鳴ラマン分光による研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 長井雅子, 大久保賢一, 安藝弥生, 長井幸史, 今井清博, 長友重紀, 北川禎三
  • 学会等名: 第36回生体分子科学討論会
  • 発表場所: 北海道大学学術交流会館 (北海道)
  • 年月日: 2009-06-20
• [学会発表] Functional properties of mersalylmodified hemoglobin (2) (2008)
  • 著者名/発表者名: Kuriyama, S., Aki, Y, Imai K.
  • 学会等名: 第46回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場(福岡県)
  • 年月日: 2008-12-03
• [学会発表] Functional properties of mersalyl-modified hemoglobin (2) (2008)
  • 著者名/発表者名: Kuriyama, S., Aki, Y. Imal, K.
  • 学会等名: 第46回日本生物物理学会牟会
  • 発表場所: 福岡国際会議場(福岡市)
  • 年月日: 2008-12-03
• [学会発表] Environmental alterations of three tryptophan residues in human adult hemoglobin (Hb A) : A near-UV circular dichroism study (2008)
  • 著者名/発表者名: Ohkubo, K., Aki, Y., Imai, K., Nagai, Y., Nagai, M.
  • 学会等名: 第46回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場(福岡市)
  • 年月日: 2008-12-03
• [学会発表] Environmental alterations of three tryptophan residues in human adult hemoglobin upon ligand binding (2008)
  • 著者名/発表者名: 小久保昭秀, 安藝弥生, 今井清博, 長井雅子, 長井幸史
  • 学会等名: XXI International Conference on Raman Spectroscopy ICORS 2008
  • 発表場所: Uxbridge (United Kingdom)
  • 年月日: 2008-08-17
• [学会発表] Environmental alterations of three tryptophan residues in human adult hemoglobin upon ligand binding (2008)
  • 著者名/発表者名: Ohkubo, K., Aki, Y., Imai, K., Nagai, Y., Nagai, M.
  • 学会等名: XXI International Conference on Raman Spectroscopy ICORS 2008
  • 発表場所: Uxbridge (West London)
  • 年月日: 2008-08-17
• [学会発表] 逆配向ヘムをもつヘモグロビンの酸素平衡機能と円二色性(CD) (2008)
  • 著者名/発表者名: 長井雅子、長井幸史、今井清博、安藝弥生、長友重紀、山本泰彦
  • 学会等名: 第35回生体分子科学討論会
  • 発表場所: 兵庫県立大学(兵庫県)
  • 年月日: 2008-06-26
• [学会発表] 逆配向ヘムをもつヘモグロビンの酸素平衡機能と円二色性(CD) (2008)
  • 著者名/発表者名: 長井雅子, 長井幸史, 今井清博, 安藝弥生, 長友重紀, 山本泰彦
  • 学会等名: 第35回生体分子科学討論会
  • 発表場所: 兵庫県立大学(姫路市)
  • 年月日: 2008-06-26
• [学会発表] Circular dichoroism and oxygen binding properties of human adult hemoglobin with reversed heme (2008)
  • 著者名/発表者名: Nagai M., Nagai Y., Aki Y., Imai K., Nagatomo S., Yamamoto, Y.
  • 学会等名: Joint Meeting of the Biophysical Society 52nd Annual Meeting & 16th International Biophysics Congress
  • 発表場所: Long Beach (USA)
  • 年月日: 2008-02-05
• [学会発表] Circular dichoroism and oxygen binding properties of human adult hemoglobin with reversed heme (2008)
  • 著者名/発表者名: Nagai, M., Nagai, Y., Aki, Y., Imai, K., Nagatomo, S. & Yamamoto, Y.
  • 学会等名: Joint Meeting of the Biophysical Society 52nd Annual Meeting & 16th Ihternational Biophysics Congress
  • 発表場所: Long Beach (California)
  • 年月日: 2008-02-05
• [学会発表] 有鬚動物マシコヒゲムシのもつ巨大ヘモグロビンの酸素運搬機能 (2007)
  • 著者名/発表者名: 安藝弥生、中川太郎、福森義宏、長井雅子、今井清博
  • 学会等名: 第45回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • 年月日: 2007-12-23
• [学会発表] ヒトヘモグロビンにおける3つのトリプトファン残基の酸素結合にともなう変化:近紫外CDおよび紫外共鳴ラマン分光による研究 (2007)
  • 著者名/発表者名: 長井雅子、長井幸史、小久保昭秀、川口裕貴、安藝弥生、今井清博、長友重紀、北川禎三
  • 学会等名: 第45回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • 年月日: 2007-12-23
• [学会発表] 有鬚動物マシコヒゲムシのもつ巨大ヘモグロビンの酸素運搬機能 (2007)
  • 著者名/発表者名: 安藝弥生、中川太郎、長井雅子、笹山雄一、福森義宏、今井清博
  • 学会等名: 第45回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜市)
  • 年月日: 2007-12-23
• [学会発表] ヒトヘモグロビンにおける3つのトリプトファン残基の酸素結合にともなう変化:近紫外CDおよび紫外共鳴ラマン分光による研究 (2007)
  • 著者名/発表者名: 長井雅子、長井幸史、小久保昭秀、川口裕貴、安藝弥生、今井清博、長友重紀、北川禎三
  • 学会等名: 第45回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜市)
  • 年月日: 2007-12-23
• [学会発表] マシコヒゲムシ巨大ヘモグロビンの酸素結合特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 安藝弥生、中川太郎、福森義宏、長井雅子、今井清博
  • 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(宮城県)
  • 年月日: 2007-05-25
• [学会発表] マシコヒゲムシ巨大ヘモグロビンの酸素結合特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 安藝弥生、中川太郎、福森義宏、長井雅子、今井清博
  • 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(仙台市)
  • 年月日: 2007-05-25
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://kurt.kanazawa-u.ac.jp/souran_ku/info.php?teacher_id=881
• [備考]
  • URL: http://kurt.kanazawa-u.ac.jp/souran_ku/info.php?teacher_id=881
• [備考]
  • URL: http://kurt.kanazawa-u.ac.jp/souran_ku/info.php?teacher_id=881