超好熱菌タンパク質の熱安定化に及ぼす静電的相互作用の役割

• 研究課題/領域番号: 20589003
• 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: 応用生物化学
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 松浦 祥悟 独立行政法人理化学研究所, タンパク質結晶構造解析研究グループ, リサーチアソシエイト (50513462)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 3,310千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 510千円); 2010年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2009年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2008年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
• キーワード: 蛋白質の熱安定性 / 蛋白質工学 / 塩結合 / 超好熱菌 / 静電的相互作用 / イオン性アミノ酸 / CutA1 / DSC / タンパク質の熱安定性 / タンパク質工学 / アミノ酸置換 / Pyrococcus horikoshii / イオン結合 / CutAl / 熱変性温度

研究概要

超好熱菌由来蛋白質には多くのイオン性残基が存在する。しかし、その静電的相互作用が熱安定化にどのような役割を果たしているか殆ど分かっていない。本研究では、変性温度が約150度という史上最高の熱安定性を示す超好熱菌Pyrococcus horikoshii由来CutA1(PhCutA1) をモデル蛋白質として用い、イオン性残基がどのように熱安定性に寄与しているかを50種以上のイオン性残基変異型PhCutA1を用いて検討した。

研究成果

• [雑誌論文] Remarkable improvement in the heat stab ility of CutA1 from Escherichia coli by rational protein design (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Matsuura, M.Ota, T.Tanaka, M.Takehira, K.Ogasahara, B.Bagautdinov, N.Kunishima, K.Yutani
  • 雑誌名: J Biochem. 148 ページ: 449-458
  • 査読あり
• [雑誌論文] Remarkable improvement in the heat stability of CutAl from Escherichia coli by rational protein design. (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Matsuura, et.al
  • 雑誌名: J Biochem 巻: 148 ページ: 449-458
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-throughput crystallization-to-structure pipeline at RIKEN SPring-8 Center (2008)
  • 著者名/発表者名: M.Sugahara, Y.Asada, K.Shimizu, H.Yamamoto, N.K.Lokanath, H Mizutani, B.Bagautdinov, Y Matsuura, M.Taketa, Y.Kageyama, N.Ono, Y.Morikawa, Y.Tanaka, H.Shimada, T.Nakamoto, M.Sugahara, M.Yamamoto, N.Kunishima
  • 雑誌名: J.Struct.Fund Genomics 9 ページ: 21-28
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of putative CutA1 from Homo sapiens determined at 2.05 Å (2008)
  • 著者名/発表者名: B.Bagautdinov, Y.Matsuura, S.Bagautdinova, N.Kunishima, K.Yutani
  • 雑誌名: Acta Cryst. F64 ページ: 351-357
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protein biotinylation visualized by a complex structure of biotin protein ligase with a substrate (2008)
  • 著者名/発表者名: B.Bagautdinov, Y.Matsuura, S.Bagautdinova, N.Kunishima
  • 雑誌名: J Biol Chem. 283 ページ: 14739-14750
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-throughput crystallization-to-structure pipeline at RIKEN SPring-8 Center (2008)
  • 著者名/発表者名: Sugahara M, et al.
  • 雑誌名: J Struct Fund Genomics. 9 ページ: 21-28
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of putative CutAl from Homo sapiens determined at 2.05 Å (2008)
  • 著者名/発表者名: Bagautdinov B, et al.
  • 雑誌名: Ada Cryst. F 64 ページ: 351-357
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protein biotinylation visualized by a complex structure of biotin protein ligase with a substrate (2008)
  • 著者名/発表者名: Bagautdinov B, et al.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 283 ページ: 14739-14750
  • 査読あり
• [学会発表] 理論的に推定された静電相互作用のタンパク質熱安定化への寄与の検証:超好熱菌由来蛋白質PhCutAlの場合 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松浦祥悟、竹平美千代、田中智之、国島直樹、油谷克英
  • 学会等名: 第11回日本蛋白質科学会年会.
  • 発表場所: 吹田市
  • 年月日: 2011-06-07
• [学会発表] Does hydrophobic interaction due to hydration contribute to protein stability even over 100℃? (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Matsuura, M.Takehira, M.Ota, T.Tanaka, K.Ogasahara, N.Kunishima, K.Yutani
  • 学会等名: 7th Asian Biophysics Association Symposium
  • 発表場所: New Delhi
  • 年月日: 2011-02-01
• [学会発表] Calorimetry of Heat-Reversible CutA1 Proteins with a Denaturation Temperature Higher than 100℃ (2010)
  • 著者名/発表者名: Y Matsuura, M.Ota, T.Tanaka, M.Takehira, K.Ogasahara, N.Kunishima, K Yutani
  • 学会等名: ICCT-2010
  • 発表場所: つくば市
  • 年月日: 2010-08-04
• [学会発表] Calorimetry of Heat-Reversible CutAl Proteins with a Denaturation Temperature Higher than 100℃ (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Matsuura, et.al
  • 学会等名: ICCT-2010
  • 発表場所: つくば市
  • 年月日: 2010-08-04
• [学会発表] 大腸菌由来CutA1変異型の熱変性の熱力学的解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松浦祥悟、竹平美千代、田中智之、太田元規、国島直樹、油谷克英
  • 学会等名: 第10回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2010-06-17
• [学会発表] 大腸菌由来CutAl変異型の熱変性の熱力学的解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松浦祥悟, 他
  • 学会等名: 第10回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2010-06-17
• [学会発表] Remarkable improvement of the heat stability of CutA1 from E.coli by protein engineering (2009)
  • 著者名/発表者名: 松浦祥悟, et.al.
  • 学会等名: VIII European Symposium of The Protein Society
  • 発表場所: Zurich/Switzerland
  • 年月日: 2009-06-17
• [学会発表] 大腸菌由来CutA1へのイオン性残基導入による熱安定性の変化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松浦祥悟、竹平美千代、George Makhatadze、Bagautdin Bagautdinov、国島直樹、油谷克英
  • 学会等名: 第9回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 熊本市
  • 年月日: 2009-05-20
• [学会発表] 大腸菌由来CutA1へのイオン性残基導入による熱安定性の変化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松浦祥悟, 他
  • 学会等名: 第9回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: (熊本全日空ホテルニュースカイ)熊本市
  • 年月日: 2009-05-20
• [学会発表] 大腸菌CutA1の安定性の蛋白質工学;超好熱菌レベルを目指して (2009)
  • 著者名/発表者名: 松浦祥悟、太田元規、竹平美千代、Bagautdin Bagautdinov、国島直樹、油谷克英
  • 学会等名: 2009年度日本農芸化学会
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] 大腸菌CutA1蛋白質の熱安定性を超好熱菌レベル(変性温度150℃)に近づける試み (2008)
  • 著者名/発表者名: 松浦祥悟、山本等、太田元規、小笠原京子、竹平美千代、Bagautdin Bagautdinov、国島直樹、相宏宇、加藤悦子、油谷克英
  • 学会等名: 第8回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-06-11