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珍しい特徴を有する二つの酵素の立体構造に基づく触媒機構解明とその利用

研究課題

研究課題/領域番号 24570130
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 構造生物化学
研究機関京都大学

研究代表者

藤橋 雅宏  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (10397581)

連携研究者 佐藤 努  新潟大学, 農学部, 准教授 (80334655)
石田 豊和  独立行政法人産業技術総合研究所, ナノシステム研究部門, 研究員 (70443166)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード基質の歪み / 脱炭酸反応 / 結晶構造解析 / 高分解能結晶構造 / 計算機シミュレーション / 酵素反応機構 / ODCase / OMPDC / OMPDCase / X線結晶構造 / 国際情報交換 / X線結晶構造解析 / 酵素反応 / 結晶構造
研究成果の概要

本研究では2種の酵素の構造と機能の関係を解明し利用することを目指した。第一の酵素ODCaseについては、生成物ウリジン一リン酸との複合体構造(1.03Å分解能)をはじめ、約10種類の結晶構造を決定した。分解能1.03Åは、これまでに解析された200個以上のODCase構造の中で群を抜いて高い。得た構造と生化学的な解析および計算科学的手法を組み合わせ、ODCaseの触媒反応における遷移状態自由エネルギー低下の10-15%は、基質の歪みに由来することを見いだした。もう一つの酵素Cyc2については、アミノ酸配列及び機能が類似した別酵素を対象に、精製及び結晶化に取り組んでいる

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] 結晶構造を基にした酵素反応機構の解析 ~オロチジン一リン酸脱炭酸酵素を題材に~2015

    • 著者名/発表者名
      藤橋雅宏
    • 雑誌名

      日本結晶学会誌

      巻: 56 ページ: 236-240

    • NAID

      130004688355

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Orotidine monophosphate decarboxylase - A fascinating workhorse enzyme with therapeutic potential2015

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Fujihashi, Jagjeet S. Mnpotra, Emil F. Pai and Lakshmi P. Kotra
    • 雑誌名

      Journal of Genetics and Genomics

      巻: 未定

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Substrate Distortion Contributes to the Catalysis of Orotidine 5′-Monophosphate Decarboxylase2013

    • 著者名/発表者名
      藤橋雅宏、石田 豊和、黒田新悟、Lakshmi P. Kotra, Emil F. Pai, 三木邦夫
    • 雑誌名

      JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY

      巻: 135巻 号: 46 ページ: 17432-17443

    • DOI

      10.1021/ja408197k

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Atomic Resolution Structure of the Orotidine 5'-Monophosphate Decarboxylase Product Complex Combined with Surface Plasmon Resonance Analysis: IMPLICATIONS FOR THE CATALYTIC MECHANISM.2013

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Fujihashi, Kazuya Mito, Emil F. Pai, Kunio Miki
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem.

      巻: 288 号: 13 ページ: 9011-9016

    • DOI

      10.1074/jbc.m112.427252

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] オロチジン一リン酸脱炭酸酵素の反応機構における基質歪みの役割2014

    • 著者名/発表者名
      藤橋雅宏, 石田豊和, 黒田新悟, 三登一八, Emil F. Pai, Lakshmi P. Kotra, 三木邦夫
    • 学会等名
      日本結晶学会
    • 発表場所
      東京大学農学部
    • 年月日
      2014-11-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Substrate distortion in the catalysis of orotidine monophosphate decarboxylase2014

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Fujihashi, Toyokazu Ishida, Shingo Kuroda, Kazuya Mito, Lakshmi P. Kotra, Emil F. Pai, Kunio Miki
    • 学会等名
      23rd Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography
    • 発表場所
      Montreal, Quebec, Canada
    • 年月日
      2014-08-06 – 2014-08-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] オロチジン一リン酸脱炭酸酵素の基質の歪みを利用した反応機構2014

    • 著者名/発表者名
      藤橋 雅宏, 石田 豊和, 黒田 新悟, 三登 一八, Lakshmi P. Kotra, Emil F. Pai, 三木 邦夫
    • 学会等名
      第14回 日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      横浜市 ワークピア横浜/横浜産貿ホール マリネリア
    • 年月日
      2014-06-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] オロチジン一リン酸脱炭酸酵素の反応機構2014

    • 著者名/発表者名
      藤橋雅宏, 石田豊和, 黒田新悟, 三登一八, Emil F. Pai, Lakshmi P. Kotra, 三木邦夫
    • 学会等名
      物構研サイエンスフェスタ2013
    • 発表場所
      つくば市 つくば国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] オロチジン一リン酸脱炭酸酵素の反応触媒機構の解析2013

    • 著者名/発表者名
      藤橋雅宏, 石田豊和, 黒田新悟, 三登一八, Emil F Pai, Lakshmi P. Kotra, 三木邦夫
    • 学会等名
      第13回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      鳥取市 とりぎん文化会館
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 基質構造の歪みを利用するオロチジン一リン酸脱炭酸酵素の反応機構2012

    • 著者名/発表者名
      藤橋雅宏, 石田豊和, 黒田新悟, Emil F Pai, Lakshmi P. Kotra, 三木邦夫
    • 学会等名
      平成24年度日本結晶学会年会
    • 発表場所
      東北大学片平キャンパス (仙台市)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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