結晶化触媒酵素の分子機構

• 研究課題/領域番号: 24770124
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 機能生物化学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 石川 春人 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 講師 (40551338)
• 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: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2013年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2012年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 金属タンパク質 / ヘム / 酵素 / マラリア

研究概要

マラリア原虫内において、ヘムの毒性を結晶化により無毒化するタンパク質Heme Detoxification Protein (HDP) の活性中心の検討を行った。部位特異的アミノ酸変異と、ヘム結晶化アッセイ、さらに電子スピン共鳴や共鳴ラマン分光法を組み合わせ、ヘム結晶化に重要なヒスチジン残基を同定した。また、サシガメにおいて同様にヘムを結晶化する膜タンパク質α - glucosidase (AGLU) を再構成タンパク質として大量調整することに成功した。AGLUに関しても、電子スピン共鳴や共鳴ラマン分光法による検討を行い、ヒスチジン残基が活性中心に存在する事が明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Ultraviolet resonance Raman observations of the structural dynamics of rhizobial oxygen sensor FixL on ligand recognition (2013)
  • 著者名/発表者名: Shinji Yano, Haruto Ishikawa, Misao Mizuno, Hiro Nakamura, Yoshitsugu Shiro, Yasuhisa Mizutani
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry B 巻: 117 号: 49 ページ: 15786-15791
  • DOI: 10.1021/jp406709e
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intersubunit communication via changes in hemoglobin quaternary structures revealed by time-resolved resonance Raman spectroscopy: Direct observation of the Perutz mechanism (2013)
  • 著者名/発表者名: Kenta Yamada, Haruto Ishikawa, Misao Mizuno, Naoya Shibayama, and Yasuhisa Mizutani
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 巻: 117 号: 41 ページ: 12461-12468
  • DOI: 10.1021/jp407735t
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heme-binding properties of heme detoxification protein from Plasmodium falciparum (2013)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Nakatani, Haruto Ishikawa, Shigetoshi Aono, Yasuhisa Mizutani
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 439 号: 4 ページ: 477-480
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2013.08.100
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural Basis for Oxygen Sensing and Signal Transduction of the Heme-Based Sensor Protein Aer2 from Pseudomonas aeruginosa (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Sawai, H. Sugimoto, Y. Shiro, H. Ishikawa, Y. Mizutani, S. Aono
  • 雑誌名: Chem. Commun 巻: 48 号: 52 ページ: 6523-6525
  • DOI: 10.1039/c2cc32549g
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural dynamics of proximal heme pocket in HemAT-Bs associated with O2 dissociation (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Yoshida, H. Ishikawa, S. Aono, Y. Mizutani
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Acta - Proteins and Proteomics 巻: 1824 号: 7 ページ: 866-872
  • DOI: 10.1016/j.bbapap.2012.04.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural dynamics of proximal heme pocket in HemAT-Bs associated with oxygen dissociation (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuu Yoshida, Haruto Ishikawa, Shigetoshi Aono, Yasuhisa Mizutani
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta 巻: 1824 ページ: 866-872
  • 査読あり
• [学会発表] 酸素センサータンパク質FixLのリガンド特異的な構造変化 : 部位特異的変異と紫外共鳴ラマン分光法による研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山脇竹生、石川春人、水野操、中村寛夫、城宜嗣、水谷泰久
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Oxygen-dependent Allosteric Control of Heme Proteins (2014)
  • 著者名/発表者名: 石川春人
  • 学会等名: The 1st Workshop of Studying the Function of Soft Molecular Systems by the Concerted Use of Theory and Experiment, "What is soft molecular system?"
  • 発表場所: ホテル紅や、長野
  • 招待講演
• [学会発表] Protein dynamics of CooA upon CO dissociation studied by time-resolved resonance Raman spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: 大友章裕、石川春人、水野操、青野重利、水谷泰久
  • 学会等名: 日本生物物理学会第51回年会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Heme binding site in Rhodnius prolixusα-glucosidase promoting the heme crystallization (2013)
  • 著者名/発表者名: 加来祥太郎、中谷圭佑、石川春人、水谷泰久
  • 学会等名: 日本生物物理学会第51回年会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Structural changes in the heme and heme pocket upon CO dissociation of CooA observed by time-resolved resonance Raman spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Otomo, Haruto Ishikawa, Misao Mizuno, Shigetoshi Aono, Yasuhisa Mizutani
  • 学会等名: 16th International Conference on Bioinorganic Chemistry
  • 発表場所: Grenoble, France
• [学会発表] Identification of active-site residues in heme detoxification protein (2013)
  • 著者名/発表者名: Haruto Ishikawa, Keisuke Nakatani, Shigetoshi Aono, Yasuhisa Mizutani
  • 学会等名: 16th International Conference on Bioinorganic Chemistry
  • 発表場所: Grenoble, France
• [学会発表] Heme Detoxification Proteinによるヘム結晶化機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石川春人、中谷圭佑、青野重利、水谷泰久
  • 学会等名: 第40回生体分子科学討論会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] ヘミンの結晶化触媒活性を有するサシガメ由来α-グルコシダーゼの分光学的研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 加来祥太郎、中谷圭佑、石川春人、水谷泰久
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 滋賀
• [学会発表] 紫外共鳴ラマン分光法による酸素センサータンパク質FixLのリガンド特異的な構造変化の観測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山脇竹生、石川春人、水野操、中村寛夫、城宜嗣、水谷泰久
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 滋賀
• [学会発表] 時間分解共鳴ラマン分光法を用いた酸素センサータンパク質HemATの酸素脱離に伴う構造変化観測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石川春人、吉田祐、青野重利、水谷泰久
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 滋賀
• [学会発表] Heme Detoxification Protein によるヘム結晶化機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石川春人、中谷圭佑、青野重利、水谷泰久
  • 学会等名: 第40回生体分子科学討論会
  • 発表場所: 大阪大学、吹田
• [学会発表] Identification of Active-site Residues in Heme Detoxification Protein (2013)
  • 著者名/発表者名: 石川春人、中谷圭佑、青野重利、水谷泰久
  • 学会等名: 16th International Conference on BioInorganic Chemistry
  • 発表場所: Alpexpo center, Grenoble, France
• [学会発表] 時間分解共鳴ラマン分光法を用いた酸素センサータンパク質HemATの酸素脱離に伴う構造変化観測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石川 春人、吉田 祐、青野 重利、水谷 泰久
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス
• [学会発表] Hemozoin formation mechanism of heme detoxification protein in malaria parasite (2012)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Nakatani, Haruto Ishikawa, Shigetoshi Aono, Yasuhisa Mizutani
  • 学会等名: 11th European Biological Inorganic Chemistry Conference
  • 発表場所: Granada Conference Centre
• [学会発表] ヘモゾイン形成機構におけるHeme Detoxification Proteinとヘムの相互作用の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中谷 圭佑、石川 春人、青野 重利、水谷 泰久
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡
• [備考]
  • URL: http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/lab/mizutani/index-jp.html
• [備考] 大阪大学水谷研究室ホームページ
  • URL: http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/lab/mizutani/index-jp.html
• [備考] 大阪大学水谷研究室ホームページ
  • URL: http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/lab/mizutani/index-jp.html