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タンパク質構造の二面性に着目した生体分子の反応性制御機構の検証

公募研究

研究領域感応性化学種が拓く新物質科学
研究課題/領域番号 25109528
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

松尾 貴史  奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 准教授 (50432521)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2014年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2013年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
キーワード酵素反応 / 立体構造変化 / 機能スイッチング
研究実績の概要

天然に存在する酵素・タンパク質は、ヘリックス・シート構造といった高次構造の組み合わせにより高度に事前組織化された構造により機能を発揮する。一方、リガンド結合等の外部刺激により大きな構造変化を示すタンパク質も存在し、このようなタンパク質の「静的」および「動的」両面の構造効果を加味することが今後のタンパク質工学のトレンドとなりうる。前年度は、アデニル酸キナーゼの大きな構造変化(すなわち動的挙動効果)を利用してピレン蛍光特性のON/OFFスイッチングに成功した。本年は、このピレンプローブの配向について、定常蛍光測定、単一光子計測分光による蛍光寿命を用いて、詳細に評価した。生体分子の相互作用を論じる際にピレンプローブの蛍光特性は頻繁に使われるが、本研究の結果から、構造的に柔軟なタンパク質に対してピレンプローブを適用する際は、定常状態測定、時間分解測定両方を用いて蛍光特性を論じないと誤った結論を導きだしてしまう可能性を指摘した。一方、タンパク質の静的動的挙動効果については、加水分解酵素であるサブチリシンの活性部位セリン残基をシステインに変換したチオールサブチリシンについて、事前組織化されたシステイン、および近傍のヒスチジンの配向により、Cu(II)を安定に取り込むことを見いだした。チオールサブチリシン中のCu(II)の反応性について、紫外可視吸収および電子スピン共鳴から、Cu(II)からCu(I)への自動還元の起きやすさを決定する要因を検討した。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Excimer Emission Properties on Pyrene-labeled Protein Surface: Correlation between Emission Spectra, Ring Stacking Modes and Flexibilities of Pyrene Probes.2015

    • 著者名/発表者名
      Akira Fujii, Yutaka Sekiguchi, Hiroyoshi Matsumura, Tsuyoshi Inoue, Wen-Sheng Chung, Shun Hirota, Takashi Matsuo
    • 雑誌名

      Bioconjugate Chem.

      巻: 26 号: 3 ページ: 537-548

    • DOI

      10.1021/acs.bioconjchem.5b00026

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Reversible Switching of Fluorophore Property Based on Intrinsic Conformational Transition of Adenylate Kinase during Its Catalytic Cycle2013

    • 著者名/発表者名
      Akira Fujii, Shun Hirota, Takashi Matsuo
    • 雑誌名

      Bioconjugate Chemistry

      巻: 24 号: 7 ページ: 1218-1225

    • DOI

      10.1021/bc400160m

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Evaluation of pyrene excimer fluorescence property and pyrene-pyrene stacking mode on the surface of Adenylate kinase2015

    • 著者名/発表者名
      Akira Fujii, Takashi Matsuo, Wen-Sheng Chung, Shun Hirota
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学理工学部・薬学部キャンパス(千葉県船橋市)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 生体高分子構造の二面性に着目した人工タンパク質の創成2014

    • 著者名/発表者名
      松尾貴史
    • 学会等名
      東京理科大学総合研究機構分子連関相乗系研究部門セミナー「生体分子を利用した分子連関相乗系の化学」
    • 発表場所
      東京理科大学神楽坂キャンパス(東京都新宿区)
    • 年月日
      2014-07-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] アデニル酸キナーゼの構造変化に基づくπ系分子の発光特性スイッチングシステムの 構築2013

    • 著者名/発表者名
      藤井 亮、松尾 貴史、廣田 俊
    • 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(愛知県名古屋市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 松尾貴史 ホームーページ

    • URL

      http://mswebs.naist.jp/LABs/hirota/tmatsuo/matsuo_jpn.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 松尾貴史ホームページ

    • URL

      http://mswebs.naist.jp/LABs/hirota/tmatsuo/matsuo_jpn.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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