酸化的自己修飾を利用した高機能タンパク質の創製

• 研究課題/領域番号: 24655153
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生体関連化学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 藤枝 伸宇 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00452318)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2012年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: 非ヘム鉄酵素 / 酸化的自己修飾 / 翻訳後化学修飾 / ビルトイン補酵素 / 人工金属酵素 / 金属タンパク質 / 翻訳後修飾 / 非天然アミノ酸 / 自己水酸化反応

研究概要

単核や二核鉄タンパク質において近傍の芳香族アミノ酸残基が酸化され、特殊な酸化的自己修飾が報告されている。本研究では3つおよび4つのヒスチジンが配位した結合サイトを持つ、キュピン型金属結合タンパク質を用い、金属近傍のイソロイシン49やトリプトファン56にチロシンを導入したところ、吸収極大が800nm以上といった近赤外部に見られるような天然にはないクロモフォアが形成された。こうして、作製された特殊なアミノ酸残基はさらなる最適化により、電極との共役による新規バイオエレクトロニクスデバイスや多電子移動反応を触媒する人工金属酵素の創成など、様々な特性評価や利用方法の展開が可能になるものであった。

研究成果

• [雑誌論文] Activation Mechanism of MelB Tyrosinase from Aspergillus oryzae by acidic treatment (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujieda, N., Murata, M., Yabuta, S., Ikeda, T., Shimokawa, C., Nakamura, Y., Hata, Y., and Itoh, S
  • 雑誌名: J. Biol. Inorg. Chem 巻: 18 ページ: 19-26
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal Structures of Copper-depleted and Copper-bound Fungal Pro-tyrosinase : Insights into Endogenous Cysteine-dependent Copper Incorporation (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujieda, N., Yabuta, S., Ikeda, T., Oyama, T., Muraki, N., Kurisu, G., and Itoh, S
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 288 ページ: 22128-22140
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal Structures Of Copper-Depleted And Copper-Bound Fungal Pro-Tyrosinase: Insights Into Endogenous Cysteine-Dependent Copper Incorporation (2013)
  • 著者名/発表者名: Shinobu Itoh, et al.
  • 雑誌名: J. Biol.Chem. 巻: 288 号: 30 ページ: 22128-22140
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.477612
  • 査読あり
• [雑誌論文] Activation Mechanism of MelB Tyrosinase from Aspergillus oryzae by acidic treatment (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujieda, N., Murata, M., Yabuta, S., Ikeda, T., Shimokawa, C., Nakamura, Y., Hata, Y., and Itoh, S.
  • 雑誌名: J. Biol. Inorg. Chem. 巻: 18 号: 1 ページ: 19-26
  • DOI: 10.1007/s00775-012-0945-5
  • 査読あり
• [学会発表] 超好熱菌由来タンパク質が持つ4-Hisモチーフを利用した単核鉄及び銅中心の構築 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中野巧, 谷口勇希, 藤枝伸宇, 伊東忍
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会(2014)
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2014-03-27
• [学会発表] 4つのヒスチジンからなる金属結合部位をもつタンパク質の酸化的自己修飾反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 谷口勇希, 石濱謙一, 藤枝伸宇, 西河洋祐, 栗栖源嗣, 伊東忍
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会(2014)
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2014-03-27
• [学会発表] 4つのヒスチジンが配位した単核鉄中心を有するタンパク質の酸化機能 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石濱謙一, 谷口勇希, 藤枝伸宇, 伊東忍
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会(2014)
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2014-03-27
• [学会発表] 超好熱菌由来タンパク質が持つ４-Hisモチーフを利用した単核鉄及び銅中心の構築 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中野巧・谷口勇希・藤枝伸宇・伊東 忍
  • 学会等名: 第94春季年会(2014)
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス
• [学会発表] 4つのヒスチジンからなる金属結合部位をもつタンパク質の酸化的自己修飾反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 谷口 勇希・石濱 謙一・藤枝 伸宇・西河 洋祐・栗栖 源嗣・伊東 忍
  • 学会等名: 第94春季年会(2014)
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス
• [学会発表] 4つのヒスチジンが配位した単核鉄中心を有するタンパク質の酸化機能 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石濱謙一・谷口勇希・藤枝伸宇・伊東 忍
  • 学会等名: 第94春季年会(2014)
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス
• [学会発表] 活性部位周辺の自己水酸化反応を活用した新規金属タンパク質の調製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 谷口勇希, 信重和紀, 藤枝伸宇, 伊東忍
  • 学会等名: 第7回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2013-09-27
• [学会発表] 4つのヒスチジンからなる単核非ヘム鉄中心を有する人工金属酵素の作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石濱謙一, 谷口勇希, 藤枝伸宇, 伊東忍
  • 学会等名: 第7回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2013-09-27
• [学会発表] 単核鉄含有人工金属酸化酵素の創製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊東忍, 信重和紀, 藤枝伸宇
  • 学会等名: 第112回触媒討論会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2013-09-18
• [学会発表] 4つのヒスチジンからなる単核鉄中心をもつタンパク質の分光学的特性および反応性の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石濱謙一, 藤枝伸宇, 伊東忍
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会(2013)
  • 発表場所: 滋賀
  • 年月日: 2013-03-22
• [学会発表] バレル状タンパク質における金属結合サイト近傍の自己水酸化反応 (2013)
  • 著者名/発表者名: 信重和紀, 石濱謙一, 藤枝伸宇, 伊東忍
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会(2013)
  • 発表場所: 滋賀
  • 年月日: 2013-03-22
• [学会発表] 4つのヒスチジンが配位した単核鉄含有タンパク質の特性評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 谷口勇希, 藤枝伸宇, 伊東忍
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会(2013)
  • 発表場所: 滋賀
  • 年月日: 2013-03-22
• [学会発表] 活性部位周辺の自己水酸化反応を活用した新規金属タンパク質の調製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 谷口 勇希・信重 和紀・藤枝 伸宇・伊東 忍
  • 学会等名: 第7回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス
• [学会発表] 4つのヒスチジンからなる単核非ヘム鉄中心を有する人工金属酵素の作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石濱 謙一・谷口 勇希・藤枝 伸宇・伊東 忍
  • 学会等名: 第7回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス
• [学会発表] 単核鉄含有人工金属酸化酵素の創製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊東 忍・信重 和紀・藤枝 伸宇
  • 学会等名: 第112回触媒討論会
  • 発表場所: 広島大学 東広島キャンパス
• [学会発表] 4つのヒスチジンが配位した単核鉄中心を有する人工金属酵素の創成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石濱謙一, 藤枝伸宇, 伊東忍
  • 学会等名: 錯体化学会第62回討論会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2012-09-21
• [学会発表] An Artificial Metalloenzyme; Utilization of Mononuclear Metalloprotein Containing 4-His Metal Binding Motif (2012)
  • 著者名/発表者名: Fujieda, N., Ishihama, K., Taniguchi, Y., and Itoh, S.
  • 学会等名: The First International Symposium on Biofunctional Chemistry
  • 発表場所: Tokyo, Japan
• [学会発表] An Artificial Metalloenzyme; Utilization of Mononuclear Metalloprotein Containing 4-His Metal Binding Motif (2012)
  • 著者名/発表者名: Fujieda, N., Ishihama, K., Taniguchi, Y., and Itoh, S.
  • 学会等名: The First International Symposium on Biofunctional Chemistry (ISBC)
  • 発表場所: Tokyo, Japan
• [学会発表] 4つのヒスチジンが配位した単核鉄中心を有する人工金属酵素の創成
  • 著者名/発表者名: 石濱謙一・藤枝伸宇・伊東 忍
  • 学会等名: 錯体化学会第62回討論会
  • 発表場所: 富山
• [学会発表] 4つのヒスチジンからなる単核鉄中心をもつタンパク質の分光学的特性および反応性の評価
  • 著者名/発表者名: 石濱謙一・藤枝伸宇・伊東 忍
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会(2013)
  • 発表場所: 滋賀
• [学会発表] バレル状タンパク質における 金属結合サイト近傍の自己水酸化反応
  • 著者名/発表者名: 信重 和紀 ・ 石濱 謙一 ・ 藤枝 伸宇 ・ 伊東 忍
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会(2013)
  • 発表場所: 滋賀
• [学会発表] ４つのヒスチジンが配位した単核鉄含有タンパク質の 特性評価
  • 著者名/発表者名: 谷口勇希・藤枝伸宇・伊東 忍
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会(2013)
  • 発表場所: 滋賀
• [備考]
  • URL: http://www-bfc.mls.eng.osaka-u.ac.jp/BioFunctional_Chemistry/Home.html