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揺らぎによるシトクロムc多量体形成と機能

公募研究

研究領域揺らぎが機能を決める生命分子の科学
研究課題/領域番号 23107723
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

廣田 俊  奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 教授 (90283457)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2012年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2011年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワードシトクロムc / ヘムタンパク質 / 多量体 / 変性 / 構造変化
研究実績の概要

シトクロムc(cyt c)はミトコンドリアにおいて電子伝達を行うとともに、アポトーシス誘導の際、ミトコンドリアから放出される。研究代表者らは2010年、cyt cがC末端領域のαへリックスをドメインスワッピングすることにより多量体を連続的に形成しポリマー化することを明らかにした。平成24年度は、酸化型ウマcyt c二量体の紫外可視吸収スペクトルのソーレー帯およびQ帯がシアン化物イオン添加により短波長シフトし、cyt c二量体がシアン化物イオンと比較的強く結合することを見出した。シアン化物イオン結合型cyt c二量体のFe-CN伸縮振動数より、cyt c二量体へのシアン化物イオンの結合が他のヘムタンパク質より弱いことが判明した。シアン化物イオンの結合により、cyt c二量体の二次構造は大きく変化しないが、二量体の単量体への解離速度が増加し、解離温度が減少することも明らかとなった。好熱性水素細菌由来シトクロムc552(cyt c552)の酸化型にエタノールを添加すると多量体が得られた。Cyt c552溶液にエタノールを50℃で加えると、メチオニンがヘム鉄から一部解離することが分かった。Cyt c552二量体の立体構造では、N末端αヘリックスとヘムを含む領域が別分子の対応する領域とドメインスワッピングすることが明らかとなった。Cyt c552ではヘム鉄に配位するメチオニン残基の周辺のループで比較的強い水素結合ネットワークが形成されているため、二量化するとき、C末端αヘリックスは残りのタンパク質部分から解離しなかったと推測された。Cyt c552二量体ではメチオニンはヘム鉄に配位していたが、メチオニンはヘムが属しているプロトマーとは異なるプロトマーに属していた。Cyt c552単量体の熱安定性に重要なアミノ酸残基のパッキングは二量体でも保たれ、二量体は高い熱安定性を示した。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (14件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Interaction of dimeric horse cytochrome c with cyanide ion2013

    • 著者名/発表者名
      Ari Dwi Nugraheni, Satoshi Nagao, Sachiko Yanagisawa, Takashi Ogura and Shun Hirota
    • 雑誌名

      J Biol Inorg Chem

      巻: 18 号: 3 ページ: 383-390

    • DOI

      10.1007/s00775-013-0982-8

    • NAID

      120005716871

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural and Oxygen Binding Properties of Dimeric Horse Myoglobin2012

    • 著者名/発表者名
      S. Nagao, H. Osuka, T. Yamada, T. Uni, Y. Shomura, K. Imai, Y. Higuchi, S. Hirota
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 41 号: 37 ページ: 11378-11385

    • DOI

      10.1039/c2dt30893b

    • NAID

      120005716865

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Domain Swapping of the Heme and N-Terminal α-Helix in Hydrogenobacter thermophilus Cytochrome c552 Dimer2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Hayashi, S. Nagao, H. Osuka, H. Komori, Y. Higuchi, S. Hirota
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 51 号: 43 ページ: 8608-8616

    • DOI

      10.1021/bi3011303

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Maintenance of the Secondary Structure of Horse Cytochrome c during the Conversion Process of Monomers to Oligomers by Addition of Ethanol2012

    • 著者名/発表者名
      S. Hirota, M. Ueda, Y. Hayashi, S. Nagao, H. Kamikubo, M. Kataoka
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 152 号: 6 ページ: 521-529

    • DOI

      10.1093/jb/mvs098

    • NAID

      10031166170

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Peroxidase Activity Enhancement of Horse Cytochrome c by Dimerization2011

    • 著者名/発表者名
      Zhonghua, Wang, Takashi Matsuo, Satoshi Nagao, Shun Hirota
    • 雑誌名

      Org.Biomol.Chem.

      巻: 9 号: 13 ページ: 4766-4769

    • DOI

      10.1039/c1ob05552f

    • NAID

      120005716874

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Met80Ala変異体を用いたヒトシトクロムc多量化に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      山城信裕、Wang Zhonghua、長尾聡、廣田俊
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学
    • 年月日
      2013-03-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 大腸菌由来シトクロムb562の多量化と二量体の構造機能2013

    • 著者名/発表者名
      栗林麻衣、長尾聡、廣田俊
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学
    • 年月日
      2013-03-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ウマシトクロムc二量体に対する塩効果2013

    • 著者名/発表者名
      龍崎美智子、山中優、廣田俊
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学
    • 年月日
      2013-03-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 超好熱菌シトクロムc555の多量化2013

    • 著者名/発表者名
      山中優、羽田正雄、廣田俊
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学
    • 年月日
      2013-03-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Oligomerization of Cytochrome c by Domain Swapping2012

    • 著者名/発表者名
      廣田俊
    • 学会等名
      第50回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2012-09-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Polymerization and Peroxidase Activity Enhancement of Cytochrome c by Successive Domain Swapping2012

    • 著者名/発表者名
      S. Hirota, Y. Hattori, Z. Wang, S. Nagao, M. Taketa, H. Komori, H. Kamikubo, T. Matsuo, I. Takahashi, S. Negi, Y. Sugiura, M. Kataoka, Y. Higuchi
    • 学会等名
      11th European Biological Inorganic Chemistry Conference
    • 発表場所
      Granada, Spain
    • 年月日
      2012-09-14
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 脂質との相互作用によるシトクロムcの多量体形成2012

    • 著者名/発表者名
      林有吾、長尾聡、廣田俊
    • 学会等名
      第6回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2012-09-07
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 好熱菌由来シトクロムc552を用いたタンパク質ナノリングの作製2012

    • 著者名/発表者名
      林修平、長尾聡、廣田俊
    • 学会等名
      第6回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2012-09-06
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Polymerization and Peroxidase Activity Enhancement of Cytochrome c by Successive Domain Swapping at the C-Terminal Helix2012

    • 著者名/発表者名
      S. Hirota, Y. Hattori, Z. Wang, S. Nagao, M. Taketa, H. Komori, H. Kamikubo, T. Matsuo, I. Takahashi, S. Negi, Y. Sugiura, M. Kataoka, Y. Higuchi
    • 学会等名
      Seventh International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines
    • 発表場所
      Jeju, Korea
    • 年月日
      2012-07-03
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ドメインスワッピングによるミオグロビン二量体の形成2012

    • 著者名/発表者名
      長尾聡、宇仁武史、山田卓矢、大須賀久織、庄村康人、今井清博、樋口芳樹、廣田俊
    • 学会等名
      第39回生体分子科学討論会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2012-06-09
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 「好熱菌由来シトクロムc552二量体の構造と熱安定性2012

    • 著者名/発表者名
      林有吾、長尾聡、大須賀久織、小森博文、樋口芳樹、廣田俊
    • 学会等名
      第39回生体分子科学討論会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2012-06-08
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質から成る超分子2012

    • 著者名/発表者名
      廣田俊
    • 学会等名
      分子研シンポジウム
    • 発表場所
      分子科学研究所
    • 年月日
      2012-06-01
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ドメインスワッピングによるシトクロムcの超分子化2012

    • 著者名/発表者名
      廣田俊
    • 学会等名
      神戸大学先端融合科学シンポジウム「タンパク質アセンブリ-会合、超分子化、凝集-」
    • 発表場所
      神戸大学(神戸市)(招待講演)
    • 年月日
      2012-01-31
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ウマシトクロムcおよび緑膿菌シトクロムc_<551>の多量体形成2011

    • 著者名/発表者名
      廣田俊、上田真理子、長尾聡、大須賀久織、小森博文、上久保裕生、片岡幹雄、樋口芳樹
    • 学会等名
      第38回生体分子科学討論会
    • 発表場所
      筑波大学(つくば市)
    • 年月日
      2011-06-23
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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