| 研究課題/領域番号 |
19K06515
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分43020:構造生物化学関連
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| 研究機関 | 久留米大学 |
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研究代表者 |
杉島 正一 久留米大学, 医学部, 准教授 (30379292)
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| 研究分担者 |
佐藤 秀明 久留米大学, 医学部, 准教授 (60271996)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | X線小角散乱 / 電子伝達複合体 / クライオ電子顕微鏡 / 電子移動 / 酸化還元酵素 / X線結晶構造解析 / 分子間相互作用 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
シトクロムP450(P450)はステロイドの生合成等の脂質代謝や薬物代謝において、重要な役割を果たす酵素である。本研究では、P450の酵素反応に必要な還元力を供給するNADPH-シトクロムP450還元酵素(CPR)とP450の融合タンパク質であるP450BM-3に着目し、X線小角散乱およびX線結晶構造解析による立体構造決定を目指す。これまでに、明らかにしたCPRから還元力を受け取る別の酵素であるヘムオキシゲナーゼ(HO)とCPRの複合体の立体構造と比較することにより、CPRのダイナミックな構造変化を伴う電子移動機構を検証する。
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| 研究成果の概要 |
脂質代謝や薬物代謝において重要なシトクロムP450へNADPH-シトクロムP450還元酵素(CPR)からどのように還元力が供給されるのかを明らかにするために、本研究では天然のCPRとP450の融合タンパク質であるP450BM-3に着目し、立体構造決定を目指した。P450BM-3の野生型や変異体についてX線小角散乱測定および多角度光散乱測定を行った結果、P450BM-3は二量体であり、その形成にCPRドメインが寄与することが示唆された。また、クライオ透過電子顕微鏡による単粒子解析を試みたが、2次元分類した際の分子の見え方が限られていることなどから、3次元マップは得られなかった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
P450BM-3のP450ドメインはその酵素活性の高さから産業的応用が期待されている酵素である。これまでに部分構造は明らかとなっているが、全長構造が明らかとなれば、その応用はより発展することが期待される。また、CPRとP450はステロイドホルモンの合成に関与しており、その機能不全による遺伝病が知られている。CPRからP450への電子移動機構が明らかになることによって、その遺伝病の治療法解明に寄与することが期待される。本研究結果ではX線小角散乱測定による低分解能構造しか得られなかったが、今後の研究進展によって、原子分解能の構造が得られれば、上記の目的が達成されることが期待される。
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