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NMR・MM法による炭酸脱水酵素機能に重要なHis残基の挙動解析と触媒機構解明

研究課題

研究課題/領域番号 19770128
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 生物物理学
研究機関北陸先端科学技術大学院大学

研究代表者

島原 秀登  北陸先端科学技術大学院大学, ナノマテリアルテクノロジーセンター, 助教 (40313704)

研究協力者 大久保 忠恭  大阪大学, 薬学部, 准教授 (90272997)
吉田 卓也  大阪大学, 薬学部, 助教 (00294116)
小林 祐次  大阪薬科大学, 薬学部, 教授 (20127228)
中沢 隆  奈良女子大学, 理学部, 准教授 (30175492)
崎山 文夫  大阪大学, 名誉教授 (40029947)
長尾 秀実  金沢大学, 数物科学系, 教授 (30291892)
水上 卓  北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 助教 (50270955)
杉森 公一  金城大学, 非常勤研究員
研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
1,350千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 150千円)
2008年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2007年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードタンパク質 / 酵素 / 機能 / ヒスチジン / 互変異性 / 触媒 / 反応機構 / プロトン移動 / NMR / QM / MM / 炭酸脱水酵素 / 触媒機構 / 構造機能相関
研究概要

NMR データを解析することにより「一般にHis残基の互変異性平衡は水素結合に支配される」との規則性を見出し,それによって同法により得られた「炭酸脱水酵素の機能に重要なHis残基の互変異性平衡定数は1.0である」との結果が示す水素結合の特異性を明らかとした. その結合様式を既知X線構造と比較し,かつ計算化学解析によって検証した結果,当分野において長く懸案であった触媒反応にみられるプロトン移動の機構を解明した.

報告書

(3件)
  • 2008 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (17件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] Review "Catalytic Mechanism of Carbonic Anhydrase2008

    • 著者名/発表者名
      島原秀登
    • 雑誌名

      Japanese Journal of the Carbobnic Anhydrase Research 1

      ページ: 39-49

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 生物系のプロトントランスファ2008

    • 著者名/発表者名
      島原秀登, 長尾秀実
    • 雑誌名

      化学(執筆依頼) 63巻

      ページ: 64-65

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] 生物系のプロトントランスファに関する理論的解析-酵素触媒機構の解明-2008

    • 著者名/発表者名
      島原秀登
    • 雑誌名

      北陸先端科学技術大学院大学共有計算サーバ使用成果報告2007

      ページ: 18-19

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書 2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Tautomerism of histidine 64 associated with proton transfer in catalysis of Carbonic Anhydrase2008

    • 著者名/発表者名
      島原秀登, 吉田卓也, 水上卓, 中沢隆, 長尾秀実, 大久保忠恭, 小林祐次, (他2名, 1番目)
    • 雑誌名

      FASEB Journal 22巻

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Theoretical Study of Free Energy in Docking Stability of Azurin(II)-Cytochrome c551(II) Complex System2008

    • 著者名/発表者名
      山本哲徳, 水上卓, 島原秀登, 長尾秀実, (他4名, 6番目)
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings 982巻

      ページ: 784-787

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Free Energy Calculation of Docking Structure of Azurin(I)-Cyto- chrome c551(III) Complex Systems by using the Energetic Representation2008

    • 著者名/発表者名
      西川佳吾, 水上卓, 島原秀登, 長尾秀実, (他4名, 6番目)
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings 982巻

      ページ: 780-783

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Review "Catalytic Mechanism of Carbonic Anhydrase"2008

    • 著者名/発表者名
      島原秀登
    • 雑誌名

      Japanese Journal of the Carbobnic Anhydrase Research 1

      ページ: 39-49

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 生物系のプロトントランスファ2008

    • 著者名/発表者名
      島原秀登(筆頭), 他
    • 雑誌名

      化学 63

      ページ: 64-65

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] Tautomerism of histidine 64 associated with proton transfer in catalysis of Carbonic Anhydrase2008

    • 著者名/発表者名
      島原秀登(筆頭), 他
    • 雑誌名

      FASEB Journal 22

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] Theoretical Study of Free Energy in Docking Stability of Azurin (II)-Cytochrome c551 (II) Complex System2008

    • 著者名/発表者名
      島原 秀登(6), 他
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings 982

      ページ: 784-787

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Free Energy Calculation of Docking Structure of Azurin (I)-Cyto-chrome c551 (III) Complex Systems by using the Energetic Representation2008

    • 著者名/発表者名
      島原 秀登(6), 他
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings 982

      ページ: 780-783

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tautomerism of histidine 64 associated with proton-transfer in catalysis of carbonic anhydrase2007

    • 著者名/発表者名
      島原秀登, 吉田卓也, 中沢隆, 大久保忠恭, 小林祐次, (他10名,1番目)
    • 雑誌名

      J Biol Chem 282巻

      ページ: 9646-56

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tautomerism of histidine 64 associated with proton-transfer in catalysis of carbonic anhydrase2007

    • 著者名/発表者名
      島原秀登(筆頭), 他
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry 282

      ページ: 9646-56

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 特別講演「炭酸脱水酵素の触媒機構」2008

    • 著者名/発表者名
      島原秀登
    • 学会等名
      第四回炭酸脱水酵素研究会学術集会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-09-20
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 招待講演「炭酸脱水酵素の触媒機構」2008

    • 著者名/発表者名
      島原秀登
    • 学会等名
      第四回炭酸脱水酵素研究会学術集会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-09-20
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 酵素金属結合水は水素結合相互作用によってヒスチジン残基の互変異性を支配する-亜鉛含有炭酸脱水酵素の水架橋で起こる"切断"と"再構成"によるプロトントランスファ2008

    • 著者名/発表者名
      島原秀登
    • 学会等名
      第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同年会
    • 発表場所
      神戸
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書 2008 研究成果報告書
  • [学会発表] QM・NMR法による炭酸脱水酵素の機能に重要なHis残基の挙動解析と触媒機構解明2008

    • 著者名/発表者名
      島原秀登
    • 学会等名
      日本生物物理学会第46回年会
    • 発表場所
      福岡
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書 2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Tautomerism of histidine 64 associated with proton transfer in catalysis of Carbonic Anhydrase2008

    • 著者名/発表者名
      島原秀登
    • 学会等名
      Experimental Biology 2008
    • 発表場所
      San Diego, America
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Tautomerism of histidine 64 associated with proton transfer in catalvsis of Carbonic Anhvdrase2008

    • 著者名/発表者名
      島原秀登(筆頭), 他
    • 学会等名
      Experimental Biology 2008
    • 発表場所
      San Diego, America
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 炭酸脱水酵素IIの触媒機構-His64の互変異性とプロトントランスファ機能の相関-2007

    • 著者名/発表者名
      島原秀登
    • 学会等名
      第3回日本炭酸脱水酵素研究学術集会学術奨励賞受賞
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2007-09-22
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 炭酸脱水酵素IIの触媒機構-His64の互変異性とプロトントランスファ機能の相関-2007

    • 著者名/発表者名
      島原 秀登(筆頭), 他
    • 学会等名
      第3回日本炭酸脱水酵素研究学術集会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2007-09-22
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 自由エネルギー計算によるAzurin(I)-Cytochrome c551(III)複合体のドッキング構造安定性に関する研究2007

    • 著者名/発表者名
      西川佳吾
    • 学会等名
      第45回日本生物物理学会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書 2007 実績報告書
  • [学会発表] Free Energy Calculation of Spaghetti-like Nanoclusters by Using the Energetic Representation2007

    • 著者名/発表者名
      Purqon Acep
    • 学会等名
      第45回日本生物物理学会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書 2007 実績報告書
  • [学会発表] Carbonic Anhydraseの反応機構-His64の互変異性とプロトントランスファ機能の相関-2007

    • 著者名/発表者名
      島原秀登
    • 学会等名
      第30回日本分子生物学会年会 第80回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] ヒトヒストンシャペロンhNAP-1のin vitro, in vivoにおける機能解析2007

    • 著者名/発表者名
      野田勝紀
    • 学会等名
      第30回日本分子生物学会年会第80回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書 2007 実績報告書
  • [学会発表] 分子生物学的シミュレーションによるアズリン-シトクロムc551複合体のドッキング構造に関する研究2007

    • 著者名/発表者名
      西川佳吾
    • 学会等名
      第21回分子シミュレーション討論会
    • 発表場所
      金沢
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] NMR Approach to His-64 Involved in Proton-Transfer Mechanism in Catalysis of Carbonic Anhydrase2007

    • 著者名/発表者名
      島原秀登, Shimahara, H., Yoshida, T., Nakazawa, T., Ohkubo, T., & Kobayashi, Y.
    • 学会等名
      12th European Conference on the Spectroscopy of Biological Molecules
    • 発表場所
      Paris, France
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書 2007 実績報告書
  • [学会発表] MSを用いたヌクレオソームにおけるヒストンH2A-H2B二量体交換速度測定2007

    • 著者名/発表者名
      野田勝紀
    • 学会等名
      第7回日本タンパク質学会年会
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Carbonic Anhydraseの反応機構-His64の互変異性とプロトントランスファ機能の相関2007

    • 著者名/発表者名
      島原 秀登(筆頭), 他
    • 学会等名
      第30回日本分子生物学会年会第80回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 分子生物学的シミュレーションによるアズリンーシトクロムc551複合体のドッキング構造に関する研究2007

    • 著者名/発表者名
      島原 秀登(6), 他
    • 学会等名
      第21回分子シミュレーション討論会
    • 発表場所
      金沢
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考] ホームページ

    • URL

      http://www.jaist.ac.jp/profiles/info.php?profile_id=161

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [備考] 学術奨励賞

    • URL

      http://www.jaist.ac.jp/news/award/2007/0927.html

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [備考] 研究者総覧

    • URL

      http://www.jaist.ac.jp/profiles/info.php?profileid=00161

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考] 研究者総覧

    • URL

      http://www.jaist.ac.jp/profiles/info.php?profile_id=00161

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考] 学術奨励賞

    • URL

      http://www.jaist.ac.jp/news/award/2007/0927.html

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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